Wie hilft die Simulation bei der HF-Antennenkonstruktion?

Bei der Antennenkonstruktion wird die richtige Antenne ausgewählt, um Spezifikationen wie Bandbreite, Polarisierung und Richtwirkung zu erfüllen. Die Antennensimulation hilft bei der Suche nach optimalen Antennenkonstruktionen und zeigt die standortabhängige Leistung und mögliche Störungen in realen Umgebungen auf.

Welche Antennenarten gibt es?

Antennen bilden die Basis für alle Drahtlossysteme. Smartphones, Computer, elektronische Implantate, Industriemaschinen, Fahrzeuge, Züge, Flugzeuge, Raumfahrzeuge – nahezu alle modernen Maschinen verwenden Antennen für Kommunikationsprotokolle wie WLAN, Bluetooth und 5G. Kommende Trends wie 6G und Satelliteninternet-Megakonstellationen erfordern neue Antennenkonstruktionen und Installationen.

Antennen sind auch außerhalb der Kommunikation vielseitig einsetzbar. Radarsysteme verwenden Antennen zum Senden und Empfangen von Funkwellen und viele andere Sensoren verwenden Antennen, um Daten über die Umgebung zu sammeln. Viele medizinische Geräte verwenden Antennen für Kommunikation (z. B. tragbare Monitore), Bildgebung (z. B. Mikrowellenbildgebung), Behandlung (z. B. Hyperthermie mit Hochfrequenz) und Aufladung (z. B. Implantate). Drahtlose Energieübertragung und Energiegewinnung verwenden Antennen als Teil des Rectenna-Systems, das Funkfrequenzen in elektrischen Strom umwandelt – diese Systeme bilden die Grundlage der Funkfrequenzerkennung (RFID) und Nahfeldkommunikation (NFC).

Antennenkonstruktion

Die Konstruktion einer Antenne ist entscheidend, um sicherzustellen, dass sie Spezifikationen wie Mittenfrequenz, Bandbreite, Effizienz und Richtwirkung/Gewinn erfüllt. Ebenso wichtig ist jedoch die Platzierung – die Umgebung, in der sie platziert ist, kann die standortabhängige Leistung erheblich beeinträchtigen. Die Ausbreitung in komplexen realen Umgebungen kann zu Abdeckungsproblemen oder zur Interferenz zwischen Funksystemen am gleichen Standort führen.

Antennensimulation

Die Simulation kann in allen Phasen der Antennenentwicklung und -integration verwendet werden, um brauchbare Antennenkonstruktionen zu erstellen, sie im Hinblick auf die Einhaltung der Spezifikationen zu optimieren und ihre standortabhängige Leistung und HF-Belastung zu analysieren. SIMULIA Tools für die Antennensynthese und elektromagnetische Simulation bieten Antenneningenieuren die Werkzeuge, die sie für jede Anwendung benötigen.

Funkantennensysteme

Neben den Antennen selbst können die elektromagnetischen Simulationstools von SIMULIA auch für die Entwicklung von Einspeisungen und anderen Komponenten wie Abstimmkreise, Filtern, Multiplexern und Wellenleitern verwendet werden. Weitere Informationen finden Sie unter Mikrowellen- und HF-Simulation.

Antennenkonstruktions- und Simulations-Workflow

Antennenauswahl

Der Erfolg eines drahtlosen Systems beginnt mit der Auswahl der richtigen Antenne für die Anwendung. Da es so viele verschiedene Antennentypen gibt und ständig neue Konstruktionen in der Literatur auftauchen, kann es schwierig sein, die am besten geeignete Antenne für die jeweilige Aufgabe zu finden. SIMULIA Antenna Magus ist ein Tool, mit dem Anwender eine Antennendatenbank durchsuchen und erkunden können.

Hochleistungs-Einspeisungskomponenten

Bei Hochleistungs-Vakuumanwendungen, insbesondere im Raumfahrtbereich, können Multipactor- und Koronaeffekte die Einspeisung beeinträchtigen. Die Simulation zeigt mögliche Fehlerquellen,einschließlich thermischer Auswirkungen, um sicherzustellen, dass die Antenne nach dem Start sicher funktioniert.

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Häufig gestellte Fragen zur Software für Antennenkonstruktion

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