引言：

電磁兼容EMC行業如火如荼，特別是2025年，GB 4343-2024、GJB151C等中國全新的EMC標準的發布，都意味著我們國家的質量認證管理部門越來越重視國產產品的電磁兼容EMC性能，如果您作為一個EMC工程師，應該首先學會按新的標準要求做產品測試，然后要在新的一年學會用EMC仿真軟件做自家產品的EMC分析，以提高自身在EMC行業的競爭力。

當前的EMC工程師就業背景：

不論是車載電子、民用產品、工業設備、集成電路行業，由國家標準委員會為它們定制的EMC標準是對EMC工程師的基本要求，工程師需要嚴格按照最新的EMC測試標準做產品的認證測試；另外如果從招聘網站上搜索“EMC工程師”的招聘職位，我們會發現大部分公司不再單純的只要求EMC工程師做EMC測試，而且還要學會在研發前用EMC仿真軟件對產品做RF、IC、PCB之間的EMI分析。

然而，只按照標準進行EMC測試是大部分EMC工程人員的基本工作，他們甚至無法解決輻射干擾超標、靜電和浪涌脈沖打壞MCU芯片等常見的EMC問題，更不用說在產品沒生產出來前進行EMC預仿真，提前了解不同的產品結構、PCB layout 的設計對最終EMC性能的影響。

明確EMC仿真的重要性：

我們在另外一篇文章里介紹了“ 電子產品生產流程和EMC測試的關系”，說明了在研發階段進行測試整改和PCB設計仿真將降低整個產品生產環節的成本費用。如果在產品生產出來后我們才考慮電磁兼容測試，您和您的公司將需要花費巨大的金錢、時間、精力去解決產品被測量和報告的EMC問題。

所以，提前用EMC仿真軟件對產品的結構、PCB進行分析，在產品生產出來之前就解決大部分EMC問題，這對于EMC工程師自身以及制造商都是有利的。下面就來了解下現在電磁兼容EMC仿真軟件有哪些？

電磁兼容EMC仿真軟件：

Ansys

Ansys 提供了三款電子EMC仿真軟件，包括 HFSS、Slwave、EMC plus：

Ansys HFSS

Ansys HFSS 3D分析

Ansys HFSS是一款3D電磁（EM）仿真軟件，用于設計和仿真高頻電子產品，如天線、天線陣列、RF或微波元件、高速互連、濾波器、連接器、IC封裝和印刷電路板。全球工程師使用Ansys HFSS軟件設計通信系統、高級駕駛輔助系統（ADAS）、衛星和物聯網（IoT）產品中的高頻、高速電子產品。

HFSS的基本功能：

• 天線設計工具包
• 雷達前/后處理
• 頻時域有限元法
• 混合FEM/IE/SBR+求解器
• 新：符合ISO-26262
• 三維布局ECAD流程
• *SBR+加速多普勒處理
• 積分方程（MoM）
• 內存矩陣求解器
• 5G后處理
• 并行初始三維網格劃分
• SBR+適用于大規模EM
• 多重收縮解算器

Ansys Slwave

Ansys Slwave 電熱分析

SIwave可幫助您建模、仿真和驗證現代高性能電子產品中典型的高速通道和完整的功率傳輸系統。它可以準確提取多千兆位SERDES和內存總線，為各種設計提供產品合規性。SIwave的完整配電網絡（PDN）的全波提取使您能夠通過低壓設計中的自動去耦分析來驗證噪聲裕量并確保滿足阻抗曲線。

Slwave的基本功能：

• 布局和幾何圖形導入
• IBIS和IBIS-AMI SerDes分析
• 阻抗和串擾掃描
• EMI解決方案
• 電熱分析
• 虛擬合規性
• 多域系統建模
• 高性能計算
• 自動去耦電容器
• 電遷移分析

Ansys EMC Plus

Ansys EMC Plus 分析電纜模型

Ansys EMC Plus 是一款平臺級EMC電磁建模與仿真軟件。Ansys EMC Plus專門分析大型平臺上的雷電感應電磁（EM）效應以及飛機和汽車平臺上的電纜EMI/EMC問題，以支持EMC認證。Ansys EMC Plus通過對航空航天、汽車、軍事、石油和天然氣、消費電子和能源領域的線束模型進行系統設計評估，還能分析電纜橫截面靜電模擬和混合輸電電路板的分析，支持從設計到驗證的工作流程。

基本功能：

• 時域有限差分法
• 混合傳輸線求解
• 支持Ansys HPC
• 支持多級屏蔽
• 電感和電容仿真
• Ansys SpaceClaimTM包括
• 薄曲面算法
• Ansys HFSS集成

CST Studio Suite

CST Studio Suite?是一款高性能3D EM分析軟件包，CST軟件用于模擬整個電磁頻譜的電磁場。 它允許工程師在設計過程的最早階段就使用虛擬原型進行實驗，比較不同配置的性能，并優化產品。仿真可以減少所需的物理原型數量，縮短開發過程，從而降低成本和縮短上市時間。產品可以作為真實系統的一部分進行模擬，以分析其安裝性能并驗證其是否符合法律的電磁兼容性（EMC）和暴露限值，從而避免耗時的重新設計或代價高昂的召回。

CST Studio Suite的單一用戶界面中包含了適用于整個電磁頻譜應用的電磁場求解器。求解器可以耦合以執行混合仿真，使工程師能夠以高效和直接的方式靈活地分析由多個組件組成的整個系統。與其他SIMULIA產品的協同設計使EM仿真能夠集成到設計流程中，并從最早階段開始推動開發過程。

電磁分析的常見主題包括天線和濾波器的性能和效率、電磁兼容性和干擾（EMC/EMI）、人體暴露于電磁場、電機和發電機中的機電效應以及大功率設備中的熱效應。

CST五大功能模塊：

• 電磁仿真求解器
• 電磁設計環境
• 自動優化
• 電磁系統建模
• 工作流集成

CST運用：

• 天線設計與仿真

電磁仿真工具在天線開發和集成的整個過程中是非常寶貴的。它們有助于創建功能性天線設計，改進它們以符合要求，并評估其性能和安裝后的RF暴露。SIMULIA套件為天線工程師提供了各種應用所需的工具。

• 電磁干擾仿真

控制電磁干擾（EMI）是電子設備設計和制造的關鍵方面。產品必須符合國際電磁兼容性（EMC）標準，以確保電磁輻射在允許的范圍內，并且這些設備不易受到外部干擾。電磁仿真有助于識別潛在的問題，并可以簡化認證方面的開發過程。

• 微波/射頻濾波器元件設計仿真

CST Studio Suite技術提供各種電磁解算器，用于模擬微波和射頻濾波器和組件。時域解算器非常適合寬帶行波元件，而頻域解算器非常適合帶通濾波器等高度諧振的結構。特殊功能包括移動網格和模型降階方法，以實現準確和快速的模擬。波導端口有助于激勵傳輸線，系統裝配建模簡化了復雜的器件建模。Fest3D的求解器技術對于模擬波導結構是有效的。

• 生物電磁場仿真
• 電磁兼容性仿真
• 信號和電源完整性仿真
• 低頻電磁場仿真 & 電機仿真

SIMULIA的多功能工具可滿足不同行業的用戶需求，確保醫療設備和磁體設計等關鍵應用的準確性。先進的建模功能允許對帶有永磁體或超導線圈的設備進行深入分析。定制的界面幫助用戶模擬和增強高效電機和發電機。電磁仿真有助于創造具有最佳性能的可持續機器。

• 光學器件仿真

CST Studio Suite熟練有效地模擬光學頻率下的波動行為。自動導入鏈接到光子器件布局工具，輕松生成3D仿真模型。材料庫包含光頻材料模型。后處理模板可以計算標準的行業指標。借助高性能計算選項，可以模擬大型電氣元件。

• 粒子動力學模擬

SIMULIA仿真產品組合提供了多種求解器，用于模擬具有自由移動粒子和電磁場的設備。它包括CST Studio Suite和Opera的技術。帶電粒子動力學模擬涉及分析粒子發射、靜電加速、靜磁聚焦和高能相對論運動方程。

Simcenter

Simcenter 仿真電機線圈

Simcenter MAGNET仿真軟件可幫助您在復雜、嘈雜的環境中提高效率、確保兼容性并保證性能。Simcenter MAGNET是一個強大的電磁場仿真解決方案，用于電機、發電機、傳感器、變壓器、執行器、繼電器或任何帶有永磁體或線圈的組件的性能預測。

模擬電磁設備的物理特性

Simcenter MAGNET具有精確模擬電磁設備物理特性的功能。這包括建模制造過程、溫度相關材料特性、磁化和退磁建模以及矢量磁滯模型等的能力。

Simcenter MAGNET還具有內置的運動求解器，具有六個自由度的能力。它允許對磁懸浮或復雜運動等復雜問題進行精確建模和分析。這是通過獨特的智能重新網格化技術實現的。

通過模擬自動化探索可能性

高效的設計過程需要可以根據工作流程定制的工具。Simcenter MAGNET包括先進的腳本功能，可實現靈活的工作流程自動化。

使用Simcenter MAGNET完全參數化的CAD功能將提高您的仿真效率。特別是，通常需要大量手動過程的模型，例如那些包括針對具有不同尺寸和許多氣隙的各種磁體的大量計算的模型。

與電路到系統級建模保持集成

系統級（1D）或基于模型（2D軸對稱、2D平移和全3D）的分析需要精確的子元件模型，以考慮影響整體系統行為的相互作用和局部瞬態。

Simcenter MAGNET包括本地電路仿真、聯合仿真連接以及為Simcenter Flomaster、Simcenter Amesim和其他平臺導出1D系統模型等功能。

一系列專用求解器（基于時間和頻率、線性和非線性、有限元和邊界元）提供了變革性的CAE過程，模擬范圍從快速的初始分析到最終驗證的固有真實性。

基本功能：

• 交流電磁仿真
• 先進電磁材料建模
• 電場模擬
• 電磁運動模擬
• 瞬變電磁模擬
• 穩態和瞬態溫度分布

EMCOS

EMCoS Studio

在EMCoS Studio中進行仿真，找到各種EMC問題的解決方案。EMCoS Studio為復雜的EMC問題的仿真提供了方便的用戶界面。模型可以從簡單的測試設置到復雜的現實生活環境。

EMCoS SimDAT

EMCoS SimDAT是一個用于仿真數據分析和結果后處理的強大工具。它可以在3D視圖中加載計算模型，并使用高級2D和3D后處理工具分析結果。EMCoS SimDAT包括用于人體暴露分析的特殊擴展和用于數字信號處理的高級虛擬頻譜分析儀工具。

Remesh

使用ReMesh，基于更詳細的表示，為EM模擬準備車輛、飛機或船舶模型。ReMesh允許執行有效和快速的模型粗化，減少離散元素的數量并保持原始形狀。

Cadence

做硬件研發人員的都知道，Cadence 原來是一個電路板和PCB layout 設計軟件，現在該軟件添加了幾個EM仿真模塊：

Clarity 3D Solver EM仿真求解器：

Clarity 3D Solver 利用Cadence Allegro?PCB或IC設計和Virtuoso系統設計平臺中已定義的幾何和材料信息，獲得PCB、封裝和IC結構的高速/高頻電氣行為。通過提供幾乎無限容量的EM分析，可以覆蓋當今異構系統中的各種制造技術，設計人員可以解決更大的問題，而不會增加與設計導出、分區、簡化和重新組裝分析結果相關的時間、成本和潛在錯誤。Clarity真3D EM場求解器使設計人員能夠避免容易出錯的分治方法，并在保持黃金標準精度的同時將模擬速度提高10倍。

Cadence Sigrity 信號和電源完整性仿真

Cadence Sigrity? SI/PI技術提供強大、準確的信號完整性（SI）和電源完整性（PI）平面3D EM仿真，可解決當今領先的5G通信、汽車、超大規模計算以及航空航天和國防行業的規模和可擴展性挑戰。該軟件適用于所有主要的PCB和IC封裝設計平臺，包括Cadence的Allegro PCB、Allegro封裝和Integrity 3D-IC設計平臺。它為高速系統設計人員提供全面的端到端SI/PI分析、設計中互連建模以及用于PCB和IC封裝設計的電源傳輸網絡（PDN）分析。在統一、集成和協作的設計環境中工作，設計工程師的工作效率更高，能夠滿足壓縮的時間表，并在預算范圍內按時將產品推向市場。

EMX Planar 3D Solver 高頻和高速IC EM 仿真

EMXPlanar 3D Solver是一款用于高頻和高速IC設計的EM仿真器。它使設計人員能夠準確地模擬復雜的布局，同時減少設計周期時間。該求解器經過優化，可用于分析硅上的無源器件，主要是平面導體和小過孔（如片上互連）。它還擁有來自所有主要代工廠的廣泛的工藝設計套件（PDK）庫。這種組合提供了快速和準確的過程。EMX求解器與Virtuoso平臺和Virtuoso Studio無縫集成

Altium Designer

Altium Designer 和 Cadence 一樣是知名的電路PCB設計開發軟件，這里列出AD軟件的最大需求是因為Altium Designer提供了一套全面的分析工具，涵蓋電路性能、信號完整性和直流電源系統。在創建設計時輕松執行電路仿真并測試您的想法，支持數字格式的模擬PSpice、LTspice和xSpice。

• 執行任何基本電路分析
• 在單一環境中進行設計和仿真
• 模擬組件公差
• 查看模擬結果的每個細節
• 使用SPICE模型獲得即用型組件

AD軟件最有趣的功能在于它可以讓您在軟件內就可以在3D視角進行3D-MID 設計，3D-MID技術將電路與三維機械部件相結合。不過事實上，現在暫時沒有發現該軟件有電磁仿真的功能。但是我們需要該軟件設計原理圖和PCB，然后導入到之前提到的Ansys 等軟件中分析。

Altium Designer 3D-MID 設計

以上就是常見的電磁兼容EMC仿真軟件的基本介紹，最重要的是根據它們的功能選擇最適合自己的產品軟件，然后在空余的時間學習和進步。