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本文始於2021，以業界常見的兩種應用場景：無線充電輻射屏蔽、觸控面板輻射屏蔽設計，示範如何以two-side shell element在HFSS內正確地施做[理想接地] (aka. Earth Grounding)，並與[浮接] (Floating)效果做比較。
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無線充電屏蔽接地模擬
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觸控面板屏蔽接地模擬
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問題與討論
HFSS不像Q3D有[Ground Net]理想接地的概念，所以如果只是把一片金屬薄層(屏蔽層)接到埠的參考端，那是無法看到預期效果的，甚至會得到與量測趨勢相反的模擬結果。
該如何做才正確? 讓我們繼續看下去...
- 無線充電屏蔽接地模擬
2.1 錯誤作法
模擬場景如下所示
沒接地(浮接)的電場屏蔽效果，不該比接地好(接地變差更奇怪
)，此結果與預期(量測)明顯不符。
磁場確實不受屏蔽層影響
2.2 正確做法
模擬場景如下所示：在整個待測物下方畫一大片(相對夠大的)PEC當大地(Earth)，這片PEC必須貼著Radiation boundary，屏蔽層必須阻抗夠小且連到這下方大片PEC才有真正接地的效果。
有接地比起無接地的電場確實變弱，與預期(量測)相符。
磁場確實不受屏蔽層影響
2.3 屏蔽層厚度從5um改30um
電場幾乎沒變化，但磁場卻明顯變小了
這是因為屏蔽層加厚(阻抗變低)導致線圈輻射出的磁場在屏蔽層上產生較大的感應(迴路)電流，而這感應電流生成的反向磁場會與原磁場形成抵銷的作用。
如希望線圈往上輻射的磁場完全不受此屏蔽層的影響，在這屏蔽層上挖槽阻斷感應電流的形成即可。[1][2] (Patterned Ground Shield, PGS)
- 觸控面板屏蔽接地模擬
觸控面板的設計中，有時會在手指與感應單元(sensors)間插入一整片極薄的高阻抗導體層，作為EMI屏蔽或ESD改善用途，這層的導電率(增加)會直接影響EMI屏蔽效果(變好)與觸控靈敏度(變差)。
無線充電屏蔽設計的目標是屏蔽電場但盡量讓磁場通過，觸控面板屏蔽設計的目標是要盡量不影響觸控靈敏度下，抑制面板的EMI輻射，兩者考量是不同的。
3.1 不當設計
模擬場景如下所示：以手指當1W source，透過一層ITO(面電阻300ohm/square)，看看下方的感應單元會看到多大電場強度與電容
不論屏蔽層有沒有接地，只要中間插入屏蔽層，下方的感應單元就完全看不到上方手指的存在。
這其實不是模擬手法或設置有問題，只是屏蔽層導電率太好(面電阻太低)，完全隔離了上方手指對下方感應單元的區域性電場感應，無法正確辨識手指出現位置。
3.2 正確設計
模擬場景同3.1所示，但ITO面電阻100Kohm/square
- 問題與討論
由於屏蔽層的阻抗極高，故接地或浮接的效果幾乎一樣。雖然可以辨識出手指出現位置，但在手指出現位置的電容變化幅度是變小的，也就是感應靈敏度因屏蔽層的存在而下降。
4.1 無線充電既然要讓能量過去，那幹嘛要屏蔽? 屏蔽了怎麼有效率的充電?
Ans：透過穿透的磁場傳遞能量，也就是設計一種對電場有很好遮蔽效果，但對磁場卻沒有影響的屏蔽層。
4.2 為何2.1的施作方式，把屏蔽層連接埠的參考端反而導致電場輻射強度增加?
Ans：由於參考"點"本身不是一個夠大夠穩(乾淨)的參考"面"，此時的屏蔽層變成像一片patch antenna帶出輻射。
[1] X. Sun, "Experimental analysis of above-IC inductor performance with different patterned ground shield configurations and dummy metals", IEEE 36th European Microwave Conference, 2006.
[2] Wen-Yan Yin, "On-chip EMC issue: the implementation of patterned ground shields for silicon devices", IEEE 18th International Zurich Symposium on Electromagnetic Compatibility, 2007.