CST汽車天線SAR模擬(二):單WiFi天線SAR模擬

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本系列文章(一)介紹了如何匯入CST的人體模型,接下來我們將匯入天線模型,來完成汽車天線SAR模擬。目前,隨著汽車電子設備上天線數量的增多,工程師在SAR模擬時需要考慮多天線同時發射對人體安全的影響。台灣的標準對於SAR測試也有相應的規範,這些標準可能參考了國際規範,如IEC標準或IEEE標準。

單天線SAR模擬場景介紹

1. 首先,我們需要匯入天線模型,這裡我們從CST的Component Library選擇一個手機模型來取代汽車天線,選擇SAR Head Hand and Phone模型並匯入。對匯入的模型,我們只需要保留手機,刪除頭和手的模型。

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2. 為了下一步匯入人體模型時定位,我們在手機背面設置一個Local座標系,需注意W的方向的設定。

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3. 打開之前創建好的人體模型,為方便定位,在放置天線的位置我們提前畫一個空氣盒子,同樣設置好Local坐標系,同樣注意W方向與前面設置的手機的W方向保持一致,這樣能確保手機處於正確的方向。

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4. 開啟手機天線模型,點選Import/Sub-Project,匯入人體模型。因為我們已經事先設定好Local座標系,人體模型將會放置在指定的位置。

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5. 接下來,進行求解器、網格、邊界調整等設定。由於模型的運算尺度比較大,建議選擇CST的時域求解器,利用GPU加速,可以得到非常高的效率。在這裡教大家一個小技巧,在天線周圍以及靠近的人體組織的位置,可以放置1個空氣盒子,用來設定Local mesh,這樣做可以在保證模擬精度的情況下,盡可能減少網格數量。

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6. 然後,點選Monitor,選擇Power loss density/SAR,設定要計算的頻點。

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7. 我們選擇WiFi_2天線作為激勵源,如果有GPU加速卡,可以在Acceleration裡面設定加速卡的數量。設定完成後,點選start開始計算。

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8. 設定4個GPU加速的情況下,模擬時間總共花費9min。模擬完首先透過S參數、遠場方向圖等結果,判斷模擬的準確度。

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9. 完成後再進行SAR計算。關於SAR模擬詳細的設置,請大家參考 CST模擬實例:均匀頭模型和天線SAR比吸收率,此處不再贅述。我們選擇Post-Processing的SAR選項,均值單位選擇1g,連接埠功率選擇預設(峰值1W,0.5W RMS)。需要說明的是,由於天線主要影響近距離的人體組織,為了提高計算速度,建議設定Sub volume,座標位置為靠近天線附近的人體組織。點擊OK開始計算。

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10. 計算完成後,在左側2D/3D Results下面可以看到顯示SAR結果的資料夾,直接點選可以看到三維的SAR分佈。

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點選home/Information,可以看到SAR的詳細結果。

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也可以利用Macro/Results/2D 3D Results/Plot Averaging Volume for maximum SAR value來顯示最大均值SAR的位置。

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系列文章:

資料來源:  周明 - CST汽車天線SAR仿真(二)——單WiFi天線SAR仿真

關鍵字:SAR、比吸收率、wifi天線