CST汽車天線SAR仿真（二）- 單WiFi天線SAR仿真

來(lái)源：CST仿真專家之路更新時(shí)間：2024-06-26 閱讀：

作者 | Zhou Ming

上一期我們介紹了如何導(dǎo)入CST的人體模型，本期我們將導(dǎo)入天線模型，來(lái)完成汽車天線SAR仿真。當(dāng)前隨著汽車電子設(shè)備上天線的數(shù)量越來(lái)越多，工程師在SAR仿真時(shí)，不光要考慮單天線輻射的場(chǎng)景，還要考慮多天線同時(shí)發(fā)射時(shí)對(duì)人體安全的影響。與之對(duì)應(yīng)的國(guó)內(nèi)和國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)也在同步升級(jí)和發(fā)布。例如由中國(guó)信息通信研究院和中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院聯(lián)合編制的強(qiáng)制性國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB21288-2022《移動(dòng)通信終端電磁輻射暴露限值》正式發(fā)布。該標(biāo)準(zhǔn)將于2024年1月1日正式實(shí)施。主要的升級(jí)點(diǎn)包括：

更改了適用范圍，從靠近頭部使用的移動(dòng)電話擴(kuò)展為工作在100kHz ~ 300GHz以內(nèi)、使用時(shí)靠近人體20cm以內(nèi)的移動(dòng)通信終端設(shè)備，如移動(dòng)電話、無(wú)繩集團(tuán)電話、衛(wèi)星移動(dòng)終端、可穿戴設(shè)備、便攜式移動(dòng)終端等；
增加了職業(yè)暴露的定義；
增加了吸收功率密度的定義；
增加了不同頻率、不同人體部位適用的暴露限值；

今天我們先介紹單天線SAR仿真場(chǎng)景。

1、首先，我們需要導(dǎo)入天線模型，這里我們從CST的Component Library選擇一個(gè)手機(jī)模型來(lái)替代汽車天線，選擇SAR Head Hand and Phone模型并導(dǎo)入。對(duì)導(dǎo)入的模型，我們只需要保留手機(jī)，刪除頭和手的模型。

2、為了下一步導(dǎo)入人體模型時(shí)定位，我們?cè)谑謾C(jī)背面設(shè)置一個(gè)Local坐標(biāo)系，需注意W的方向的設(shè)置。

3、打開(kāi)之前創(chuàng)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(huà)一個(gè)空氣盒子，同樣設(shè)置好Local坐標(biāo)系，同樣注意W方向與前面設(shè)置的手機(jī)的W方向保持一致，這樣能確保手機(jī)處于正確的方向。

4、打開(kāi)手機(jī)天線模型，點(diǎn)擊Import/Sub-Project，導(dǎo)入人體模型。因?yàn)槲覀円呀?jīng)提前設(shè)置好Local坐標(biāo)系，人體模型將放置在指定的位置。

5、接下來(lái)，進(jìn)行求解器、網(wǎng)格、邊界調(diào)節(jié)等設(shè)置。由于模型的計(jì)算尺度比較大，建議選擇CST的時(shí)域求解器，利用GPU加速，可以獲得非常高的效率。在這里教大家一個(gè)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(gè)空氣盒子，用來(lái)設(shè)置Local mesh，這樣做可以在保證仿真精度的情況下，盡可能減少網(wǎng)格數(shù)量。

6、然后，點(diǎn)擊Monitor，選擇Power loss density/SAR，設(shè)置好要計(jì)算的頻點(diǎn)。

7、我們選擇WiFi_2天線作為激勵(lì)源，如果有GPU加速卡，可以在Acceleration里面設(shè)置加速卡的數(shù)量。設(shè)置完成后，點(diǎn)擊start開(kāi)始計(jì)算。

8、設(shè)置4個(gè)GPU加速的情況下，仿真時(shí)間總共花費(fèi)9min。仿真完首先通過(guò)S參數(shù)、遠(yuǎn)場(chǎng)方向圖等結(jié)果，判斷仿真的準(zhǔn)確性。

8、完成后再進(jìn)行SAR計(jì)算。關(guān)于SAR仿真詳細(xì)的設(shè)置，請(qǐng)大家參考仿真實(shí)例018：均勻頭模型和天線SAR比吸收率仿真案例，此處不再贅述。我們選擇Post-Processing的SAR選項(xiàng)，均值單位選擇1g，端口功率選擇默認(rèn)（峰值1W，0.5W RMS）。需要說(shuō)明的是，由于天線主要影響近距離的人體組織，因此為了提高計(jì)算速度，建議設(shè)置Sub volume，坐標(biāo)位置為靠近天線附近的人體組織。點(diǎn)擊OK開(kāi)始計(jì)算。