隨著無線電力傳輸(WPT, Wireless Power Transfer)技術逐漸導入IoT裝置與智慧系統,應用場景已從單一設備延伸至室內與建築空間等更大尺度的系統層級。對研發團隊而言,電磁波需在複雜且開放的空間中穩定傳播,讓設計、驗證與安全評估的難度同步升高。 Aeterlink致力於發展可實際部署於室內與房間環境中的WPT解決方案,並進一步延伸至建築管理等應用情境。在此背景下,團隊需要一套能支援大尺度解析、且可快速反覆驗證設計假設的電磁模擬方法。 大尺度室內/建築情境帶來的設計與驗證挑戰 Aeterlink在評估技術方案時意識到 若僅依賴傳統試作與量測流程,將難以有效因應大尺度空間下的開發需求:解析範圍擴大後,試作迭代與量測成本上升;電磁場分佈更複雜,也更難在短時間內完整掌握系統行為。特別是在產品進入量產前,團隊需要更具可預期性、可驗證性的設計依據,才能降低後期修正與重工風險。 因此,Aeterlink選擇導入SIMULIA的CST Studio Suite作為核心電磁模擬工具。建立以模擬為主、量測為驗證的開發模式。 導入CST Studio Suite:用高速時域模擬支撐「模擬為先」開發 透過CST Studio Suite,工程團隊能執行大規模電磁模擬,並以高速時域模擬方式精準分析電磁場行為;即使解析範圍涵蓋建築物或室內空間等大尺度情境,仍能有效掌握系統特性。 Aeterlink 技術長 Tanabe Yuji 分享,他本人曾直接使用CST,並認為其操作流程相當直覺、易於上手。即便模型規模持續擴大、設計條件愈趨複雜,整體操作仍能維持 user-friendly的體驗,讓工程師更能把時間集中在設計迭代與工程判斷,而不是工具操作本身。 Aeterlink技術長Tanabe Yuji在訪談中分享,他本人曾親自使用CST Studio Suite,並認為其操作流程相當直覺、易於上手。即使模型規模不斷擴大、設計條件愈趨複雜,整體操作仍能維持user-friendly的體驗,使工程師更能把時間專注於設計迭代與工程判斷,而非工具操作本身。這樣的特性,對於需要快速反覆驗證設計構想的研發團隊而言,具有實質價值。 成果與效益:模擬與量測的一致性驗證 在實際成果方面,Tanabe Yuji指出CST的模擬結果與實際量測具有高度一致性,對產品開發流程帶來明顯貢獻。 其中一項關鍵工作是人體吸收分析。無線電力傳輸系統部署於真實環境時,必須評估人體對電磁能量的吸收情形,相關指標為特定吸收率(SAR, Specific Absorption Rate)。由於人體內部吸收狀況難以直接量測,SAR評估高度仰賴模擬結果的可靠性。Aeterlink的經驗顯示,CST Studio Suite在SAR分析上的模擬結果能與實際量測數據良好對應,僅存在因元件實際數值限制所造成的些微差異。 此外,即使在天線匹配、或電路與基板結構逐漸複雜的情況下,模擬結果與實際量測仍能維持高度一致,使工程團隊得以在設計階段就做出更精確且具有把握的判斷。基於此,Aeterlink估計透過模擬為先的開發流程,整體研發時程可縮短約70–80%,顯著提升研發效率。 在建築應用與長期部署情境下,系統穩定性同樣是不可忽視的因素。訪談中亦提及,在日本這類需面對地震等環境條件的市場,產品必須具備高度可靠度;透過CST在設計階段即完成全面電磁驗證,Aeterlink得以在產品進入量產與實際部署前,建立更具信心的設計基礎。 關鍵字:Wireless Power Transfer、無線電力傳輸(WPT)、Specific Absorption Rate(SAR)、室內無線電力傳輸