更新时间：2025-01-16 16:38:01点击：
近年来，随着医疗保健、体育、执法人员、娱乐等领域实际市场需求的快速增长和潜在应用于前景的寄予厚望，人们对可穿着无线设备的兴趣大大提高。 举例来说，美国国防部正在积极开展一项关于士兵可穿着无线设备的研究，该设备能协助医疗人员检测士兵的生命体征，搜集有关医学信息。可穿着无线设备的研发也能检测和记录运动员的展现出情况，还包括跑步速度以及步数等。 无论什么应用于，切合人体的无线设备都面对一系列主要的设计挑战。
设备电磁辐射必需维持在较低水平，防止对人体包含身体健康威胁。设备功耗、尺寸、长方形比和重量同时也要构建优化以合适穿着。同时设备还要保证需要发送到充足功率的信号，以发送到准确的方位，从而被目标设备很好地接管，同时要考虑到人体本身可能会吸取大部分信号的问题。
系统建模 SynapseProductDevelopment为业界领先的消费电子和生命科学企业，解决问题从概念到生产的有关工程难题。该公司的众多专长在于研发可穿着无线设备，符合各种应用于的市场需求。天线设计往往是这种设备的众多挑战，因为身体不会吸取很多能量。
Synapse使用ANSYSHFSS3-D全波电磁（EM）仿真器和ANSYS人体模型来评估各种天线设计的性能，展开原始的系统建模，还包括无线设备、天线以及它们与人体的相互作用。由于需要建构物理原型就可评估设计，这需要协助Synapse工程师将天线性能比传统设计理念提升五倍之多。 ANSYSHFSS建模输入表明足部和地面吸取的功率 天线设计的重点是发射器到接收器的功率传输。偶极子天线是很好的性能参照，能获取出众的几何结构，优化天线的功率传输。
就FR4印刷电路板做成的2.45GHz天线而言，波长为60毫米，因此偶极子的总长度有误30毫米。这对于大多数可穿着无线设备来说都过于宽了。因此电气工程师要设计更加小型化的天线，其性能则要与偶极天线尽量类似于。举例来说，工程师尝试将天线的电磁辐射阻抗匹配于收发器的最佳阻抗电阻。
辐射阻抗是指天线电磁辐射电磁波造成的天线馈点电阻。 可穿着无线设备所需的天线几何结构比较复杂，因此很难使用传统的加工后测试的设计流程在合理时间内创立出可拒绝接受的设计方案来。 面临这个问题以及许多其它艰难的设计挑战，Synapse工程师评估了许多有所不同的建模产品。而ANSYS解决方案完全能符合他们所有的设计挑战拒绝，还包括电路、电磁、机械和热建模等。
ANSYS软件反对自动数据传输，以同时优化多学科和多领域的产品。Synapse的管理层指出，从统一的厂商订购所有建模工具最不利，这样所有问题和培训市场需求都能获得统一解决问题。 史密斯图协助工程师给定天线电阻和发射器 设计环节 设计环节一般来说始自工业设计人员递交概念，这个概念包括了电子和天线两部分。Synapse的电气工程师随后用于ANSYSHFSS来优化无线天线设计。
工程师从SAT文件引入初始设计的几何结构开始建模过程。下一步就是定义材料的电属性，还包括介电常数和介质损耗余弦、介电常数和磁损耗余弦、整体电导率以及磁性饱和状态等。 优化天线性能必须紧密注目人体对天线性能的影响方式，因此必须系统的分析方法。
ANSYS软件的人体模型能协助用户设置身体有所不同部位的介电常数。一般来说情况下，Synapse工程师原作皮肤的厚度变化在0.4毫米到2.6毫米之间，并登录其介电常数为38。脂肪层厚度的自由选择要考虑到所有阻抗匹配效果，一般来说为波长的一半，而介电常数为5.3。
肌肉作为模型终端，厚度大约为20毫米，介电常数为53。 HFSS可自动登录物体交界面上的场不道德，并定义合乎几何学拒绝的四面体网格。自适应网格区分功能能到场精确度必须强化的区域自动加密网格。
软件计算出来解法区域内的电磁场。下一步就就是指解法区域中通过场计算出来获得的场计算出来广义S参数矩阵，扣除的S参数矩阵可必要从等价的一系列输出信号中计算出来获得传输和光线信号的大小，从而将结构的全3D电磁不道德修改为为一系列高频电路参数。
HFSS建模通过色标图表明了包括人体和周边区域的人体吸取的功率和天线增益。在典型案例下，建模结果显示出有附近天线的人体区域吸取更好的功率。
比方说，如果设备是穿着在鞋子中，那么结果也不会辨识地面吸取的功率，有时地面吸取的功率有可能比足部吸取的更大。根据涉及结果，电子工程师可向工业设计人员和系统工程师获取对系统，还包括天线的几何形状以及天线能距离人体多将近、放到人体的什么方位等信息。
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