仿真如何助力射频天线设计?

天线设计的核心在于选择适合的天线,以满足带宽、极化和方向性等具体规格要求。通过天线仿真,工程师可以找到最优化的天线设计,并揭示天线在实际环境中的安装性能及干扰情况。

天线有哪些类型?

天线是所有连接设备和无线系统的基础。从智能手机、计算机、电子植入物到工业机械、车辆、列车、飞机、航天器——几乎所有现代设备都配备了支持通信协议(如 WiFi、蓝牙和 5G)的天线。未来趋势(如 6G 和卫星互联网巨型星座)的发展,对全新天线设计和安装提出了更高的要求。

此外,天线也广泛应用于通信以外的领域:雷达系统:通过发射和接收无线电波,实现环境数据的收集;• 医疗设备:用于通信(如可穿戴监测器)、成像(如微波成像)、治疗(如射频 (RF) 热疗)和充电(如植入物);• 无线能量传输与能量采集:作为整流天线系统(Rectenna)的一部分,将射频信号转化为电流。这类系统是射频识别(RFID)和近场通信(NFC)的基础技术。

天线设计

天线的设计至关重要,需要满足中心频率、带宽、效率以及方向性/增益等规格。然而,天线的安放位置同样影响深远:天线所在的平台会显著影响其安装后的性能表现。在复杂的现实环境中,传播特性可能引发信号覆盖问题,或者导致无线电系统之间的临近干扰。

天线仿真

仿真贯穿于天线开发与集成的全过程。它不仅可以生成可行的天线设计,还能优化设计以满足规格要求,同时深入分析其安装性能和射频暴露情况。SIMULIA 天线综合和电磁仿真工具为工程师提供了适用于各类应用的专业工具。

无线电天线系统

除了天线本身,SIMULIA电磁仿真工具还可用于设计其他关键组件,如:馈源、调谐电路、滤波器、多路复用器、波导管。有关更多信息,请参阅“微波和射频仿真”。

天线设计和仿真工作流程

天线选择

任何无线系统的成都始于为其应用选择合适的天线。由于天线种类繁多,且文献中不断涌现新的设计,找到最适合特定任务的天线可能颇具挑战。SIMULIA Antenna Magus是一款功能强大的工具,可帮助用户搜索并探索天线数据库,从而快速找到最佳解决方案。

天线选择 > 达索系统

高功率馈源组件

对于高功率真空应用,尤其是在太空领域,次级电子倍增效应电晕效应有可能会损坏馈源。    仿真能够揭示潜在的故障模式,包括热效应,以确保天线在发射后能够安全稳定运行。 

高功率馈源组件 > 达索系统

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