ໃນຍຸກຂອງການເຊື່ອມຕໍ່ກັນແບບໄຮ້ສາຍ, ເສົາອາກາດແມ່ນ hero unsung ທີ່ກໍານົດຄຸນນະພາບ, ຄວາມໄວ, ແລະຄວາມຫນ້າເຊື່ອຖືຂອງການສື່ສານ. ເປັນປະຕູສໍາລັບການສື່ສານໄຮ້ສາຍ, ມັນປ່ຽນສັນຍານໄຟຟ້າຈາກວົງຈອນເຂົ້າໄປໃນຄື້ນແມ່ເຫຼັກໄຟຟ້າໃນອາວະກາດ.
ຢ່າງໃດກໍ່ຕາມ, ການຫັນແນວຄວາມຄິດຂອງເສົາອາກາດເປັນຜະລິດຕະພັນທີ່ມີປະສິດທິພາບສູງທີ່ມີຄວາມສາມາດໃນການຜະລິດຈໍານວນຫລາຍແມ່ນຂະບວນການທີ່ສັບສົນທີ່ເຕັມໄປດ້ວຍຂໍ້ຈໍາກັດທາງດ້ານຮ່າງກາຍແລະຄວາມທ້າທາຍດ້ານວິສະວະກໍາ. ໃນຖານະເປັນວິສະວະກອນເສົາອາກາດອາວຸໂສ, ຂ້າພະເຈົ້າຈະເປີດເຜີຍ 'ວິທີການວິສະວະກໍາເຈັດຂັ້ນຕອນ' ທີ່ນໍາພາເສົາອາກາດຈາກ blueprint ໄປຫາມືຂອງຜູ້ບໍລິໂພກ.
ຂັ້ນຕອນທີຫນຶ່ງ: ການສ້າງຕັ້ງເຂດຊາຍແດນ - ການແລກປ່ຽນ 'ສາມຫລ່ຽມເຫຼັກ' ຂອງຄວາມຖີ່ຂອງການປະຕິບັດ, ແລະຂະຫນາດ
ໂຄງການທີ່ສໍາເລັດຜົນໃດຫນຶ່ງເລີ່ມຕົ້ນດ້ວຍຄວາມຕ້ອງການທີ່ກໍານົດໄວ້ຢ່າງຈະແຈ້ງ. ສໍາລັບການອອກແບບເສົາອາກາດ, ຂັ້ນຕອນນີ້ແມ່ນກ່ຽວກັບການກໍານົດຂອບເຂດຫຼັກຂອງໂຄງການ. ວິສະວະກອນຕ້ອງຕອບຄໍາຖາມທີ່ສໍາຄັນເຫຼົ່ານີ້ທໍາອິດ: ເສົາອາກາດຕ້ອງເຮັດວຽກໃນແຖບຄວາມຖີ່ໃດ? ມີພື້ນທີ່ຫຼາຍປານໃດສໍາລັບການເຊື່ອມໂຍງ? ລະດັບການໄດ້ຮັບ ແລະປະສິດທິພາບອັນໃດຕ້ອງບັນລຸໄດ້?
ສິ່ງທ້າທາຍ: 'ສາມຫລ່ຽມທີ່ເປັນໄປບໍ່ໄດ້' ຂອງຄວາມຖີ່, ການໄດ້ຮັບ, ແລະຂະຫນາດທາງດ້ານຮ່າງກາຍ
ຂະຫນາດທີ່ເຫມາະສົມຂອງເສົາອາກາດແມ່ນອັດຕາສ່ວນກັບຄວາມຍາວຄື່ນ. ເນື່ອງຈາກການສະແຫວງຫາຢ່າງບໍ່ຢຸດຢັ້ງຂອງອຸດສາຫະກໍາ miniaturization ທີ່ຮຸນແຮງໃນອຸປະກອນທີ່ທັນສະໄຫມ, ວິສະວະກອນເກືອບສະເຫມີຖືກບັງຄັບໃຫ້ອອກແບບເສົາອາກາດທີ່ມີຂະຫນາດນ້ອຍ�ດທີ່ມີຂະຫນາດນ້ອຍກວ່າຂະຫນາດ�
ສິລະປະຂອງການຄ້າ: ການປະຕິບັດຕາມປະສິດທິພາບສູງສຸດ (ກໍາໄລສູງ, ປະສິດທິພາບສູງ) ມັກຈະຮຽກຮ້ອງໃຫ້ມີປະລິມານທີ່ໃຫຍ່ກວ່າ. ໃນທາງກົງກັນຂ້າມ, ຂະຫນາດກະທັດລັດບັງຄັບໃຫ້ຍອມຮັບການປະນີປະນອມການປະຕິບັດ. ຂັ້ນຕອນທໍາອິດໃນການອອກແບບແມ່ນເພື່ອຊອກຫາຄວາມສົມດູນດ້ານວິສະວະກໍາທີ່ດີທີ່ສຸດລະຫວ່າງການປະຕິບັດ, ຂະຫນາດ, ຄ່າໃຊ້ຈ່າຍແລະປະສິດທິພາບ.
ຂັ້ນຕອນທີສອງ: ການກວດສອບສະເໝືອນ – 'Sandbox' ການທົດລອງພາຍໃນຊອບແວຈໍາລອງແມ່ເຫຼັກໄຟຟ້າ
ກ່ອນທີ່ຈະປະຕິບັດຊັບພະຍາກອນຮາດແວ, ວຽກງານການອອກແບບແມ່ນສໍາເລັດຕົ້ນຕໍໃນຄອມພິວເຕີ. ຊອບແວຈໍາລອງແມ່ເຫຼັກໄຟຟ້າທີ່ທັນສະໄຫມ (ເຊັ່ນ: Ansys HFSS ຫຼື CST Studio Suite) ເປັນເຄື່ອງມືຫຼັກສໍາລັບວິສະວະກອນເສົາອາກາດ, ຍ້ອນວ່າພວກເຂົາສາມາດສ້າງແບບຈໍາລອງພຶດຕິກໍາຂອງພາກສະຫນາມແມ່ເຫຼັກໄຟຟ້າທີ່ມີຄວາມຖີ່ສູງພາຍໃນໂຄງສ້າງທີ່ສະລັບສັບຊ້ອນ.
Simulation Focus: S11, ຮູບແບບລັງສີ, ແລະແຜນທີ່ຄວາມຮ້ອນໃນປະຈຸບັນ
ຜົນການຈຳລອງໃຫ້ຂໍ້ມູນການຄາດເດົາທີ່ສຳຄັນ:
S11 ພາຣາມິເຕີ (ຫຼືການສູນເສຍກັບຄືນ): ສະທ້ອນໃຫ້ເຫັນໂດຍກົງກັບລະດັບການຈັບຄູ່ impedance ຂອງເສົາອາກາດ. ມັນຕ້ອງຢູ່ຕໍ່າກວ່າເກນທີ່ປອດໄພ (ໂດຍປົກກະຕິແມ່ນຕໍ່າກວ່າ -10 dB, ຊຶ່ງຫມາຍຄວາມວ່າຫນ້ອຍກວ່າ 10% ຂອງພະລັງງານແມ່ນສະທ້ອນໃຫ້ເຫັນ) ໃນທົ່ວແຖບ�ອນໃຫ້ເຫັນ) ໃນທົ່ວແຖບຄວາມຖີ່ຂອງເປົ້າຫມາຍ.
ຮູບແບບການແຜ່ລັງສີ: ກວດສອບວ່າຮູບຮ່າງຂອງສາຍອາກາດຂອງເສົາອາກາດ, ຄວາມກວ້າງຂອງສາຍໄຟເຄິ່ງໜຶ່ງ ແລະ ການຮັບສູງສຸດແມ່ນຕອບສະໜອງຕາ��ຄວາມຄາດຫວັງ.
ແຜນທີ່ການແຜ່ກະຈາຍຄວາມຮ້ອນໃນປະຈຸບັນ: ເຫັນພາບການໄຫຼຂອງກະແສຄວາມຖີ່ສູງຢູ່ດ້ານເສົາອາກາດ ແລະຕົວນໍາອ້ອມຂ້າງ. ນີ້ຊ່ວຍໃຫ້ວິສະວະກອນວິນິດໄສຂໍ້ບົກພ່ອງຂອງການອອກແບບ, ເຊັ່ນ: ການສູນເສຍປະສິດທິພາບທີ່ເກີດຈາກຄວາມເຂັ້ມຂົ້ນໃນປະຈຸບັນໃນພື້ນທີ່ທີ່ບໍ່ມີລັງສີ.
ການຈໍາລອງການຫຼຸດຜ່ອນຄ່າໃຊ້ຈ່າຍແລະເວລາຂອງ prototyping ຢ່າງຫຼວງຫຼາຍ, ແຕ່ຄວາມຖືກຕ້ອງຂອງມັນແມ່ນຂຶ້ນກັບການສ້າງແບບຈໍາລອງທີ່ຊັດເຈນຂອງວິສະວະກອນຂອງຄຸນສົມບັດວັດສະດຸແລະລາຍລະອຽດໂຄງສ້າງ.
ຂັ້ນຕອນທີສາມ: Prototyping ແລະການປັບ - ການກ້າວກະໂດດຈາກທິດສະດີກັບຄວາມເປັນຈິງທາງດ້ານຮ່າງກາຍ
ຫຼັງຈາກການອອກແບບທາງທິດສະດີໄດ້ຖືກກວດສອບຜ່ານການຈໍາລອງ, ວິສະວະກອນຜະລິດຕົ້ນແບບທາງດ້ານຮ່າງກາຍທໍາອິດ (ມັກຈະເປັນ PCB, FPC, ຫຼືສ່ວນປະທັບຕາໂລຫະ). ຢ່າງໃດກໍ່ຕາມ, ເນື່ອງຈາກຄວາມທົນທານຂອງວັດສະດຸ, ຄຸນນະພາບການເຊື່ອມໂລຫະ, ຫຼືຄວາມງ່າຍດາຍໃນຮູບແບບການຈໍາລອງ, ການປະຕິບັດຂອງຕົ້ນແບບບໍ່ຄ່ອຍສອດຄ່ອງຢ່າງສົມບູນກັບຜົນໄດ້ຮັບການຈໍາລອງ.
ຂະບວນການຫຼັກ: ເຄືອຂ່າຍການຈັບຄູ່ – Impedance 'Micro-Sculpting'
ຫຼັກຂອງການກວດສອບຕົ້ນແບບແມ່ນການປັບ impedance. ວິສະວະກອນໃຊ້ Vector Network Analyzer (VNA) ເພື່ອວັດແທກ impedance ຕົວຈິງຂອງເສົາອາກາດ. ຖ້າ impedance ແມ່ນບໍ່ເຫມາະສົມ, ເຄືອຂ່າຍທີ່ກົງກັນຕ້ອງໄດ້ຮັບການອອກແບບ.
ເຄືອຂ່າຍການຈັບຄູ່: ເຄືອຂ່າຍນີ້ແມ່ນປົກກະຕິແລ້ວປະກອບດ້ວຍ inductors ແລະ capacitors, ວາງຢູ່ໃກ້ກັບຈຸດອາຫານຂອງເສົາອາກາດ. ຫນ້າທີ່ຂອງມັນແມ່ນເພື່ອເຮັດຫນ້າທີ່ເປັນ 'impedance transformer,' ປ່ຽນ impedance input ທີ່ບໍ່ເຫມນ�ຮັບປະກັນການໂອນພະລັງງານສູງສອນພະລັງງານສູງສຸດ.
ຂັ້ນຕອນທີສີ່: ການທົດສອບ Anechoic Chamber - 'ການສອບເສັງສຸດທ້າຍ' ສໍາລັບການປະຕິບັດເສົາອາກາດ
ຕົ້ນແບບທີ່ໄດ້ຮັບການປັບປຸງຕ້ອງຜ່ານການທົດສອບທີ່ສົມບູນແບບຢູ່ໃນ ຫ້ອງ Anechoic ມາດຕະຖານອຸດສາຫະກໍາ . ຫ້ອງດັ່ງກ່າວໃຊ້ pyramids ດູດຊຶມເພື່ອດູດເອົາສັນຍານທີ່ສະທ້ອນທັງຫມົດ, ການຈໍາລອງສະພາບແວດລ້ອມພື້ນທີ່ຫວ່າງທີ່ເຫມາະສົມ.
ການປະເມີນສູງສຸດ: TRP, TIS, ແລະການກວດສອບຮູບແບບ
ຜົນການທົດສອບຢູ່ໃນຂັ້ນຕອນນີ້ເປັນຫຼັກຖານທີ່ມີອໍານາດຂອງການປະຕິບັດຂອງສາຍອາກາດ:
ຮູບແບບການຮັງສີ: ກວດສອບຄວາມຖືກຕ້ອງຂອງການວັດແທກການໄດ້ຮັບ, beamwidth, ແລະ polarization ໃນຮາດແວຕົວຈິງ.
Total Radiated Power (TRP): ວັດແທກພະລັງງານສະເລ່ຍ radiated ໂດຍເສົາອາກາດໃນທຸກທິດທາງ, ເປັນຕົວຊີ້ວັດໂດຍກົງຂອງ ປະສິດທິພາບການສົ່ງ..
Total Isotropic Sensitivity (TIS): ວັດແທກຄວາມສາມາດໃນການຮັບສະເລ່ຍຂອງເສົາອາກາດໃນທຸກທິດທາງ, ຕົວຊີ້ວັດໂດຍກົງຂອງ ປະສິດທິພາບການຮັບ (ມັກຈະເອີ້ນວ່າ TRS – Total Receive Sensitivity, ຫຼື TIS – Total Isotropic Sensitivity ໃນອຸດສາຫະກໍາ).
ລັກສະນະຂົ້ວໂລກ: ຢັ້ງຢືນປະເພດຂົ້ວຂອງເສົາອາກາດ (ເສັ້ນ, ຮູບວົງມົນ) ແລະ ການຈໍາແນກຂ້າມ Polarization ຂອງມັນ.
ຂັ້ນຕອນທີຫ້າ: ການເຊື່ອມໂຍງລະບົບແລະການເຊື່ອມຕໍ່ເຊິ່ງກັນແລະກັນ - ການກວດສອບຄວາມເປັນຈິງທີ່ຮ້າຍແຮງ
ເມື່ອ 'ເສົາອາກາດເປົ່າ' ຜ່ານການທົດສອບຫ້ອງ, ຂັ້ນຕອນຕໍ່ໄປແມ່ນການລວມມັນເຂົ້າໄປໃນກ່ອງແລະແຜງວົງຈອນຂອງຜະລິດຕະພັນສຸດທ້າຍ. ນີ້ແມ່ນຂັ້ນຕອນທີ່ການປະຕິບັດແມ່ນຫຼາຍທີ່ສຸດຈະພັງທະລາຍ.
ສິ່ງທ້າທາຍຄູ່ສົມລົດ: 'ການຂັດແຍ້ງໃນໝູ່ບ້ານ' ຂອງລະບົບ MIMO
ຕົວນໍາໃດໆທີ່ອ້ອມຮອບເສົາອາກາດ (ເຊັ່ນ: ທໍ່ໂລຫະ, ຫມໍ້ໄຟ, ຈໍສະແດງຜົນ) ຈະດູດເອົາພະລັງງານແລະປ່ຽນແປງສະຫນາມແມ່ເຫຼັກໄຟຟ້າ, ເຊິ່ງນໍາໄປສູ່ Antenna Detuning , ເຊິ່ງເຮັດໃຫ້ເສັ້ນໂຄ້ງ S11 ເລື່ອນແລະປະສິດທິພາບຫຼຸດລົງ.
ໃນລະບົບຫຼາຍເສົາອາກາດ (MIMO) ເຊັ່ນ 5G ແລະ Wi-Fi 6, ການເຊື່ອມຕໍ່ເຊິ່ງກັນແລະກັນ ແມ່ນສິ່ງທ້າທາຍຫຼັກ. ຄວາມໃກ້ຊິດຂອງເສົາອາກາດ ໝາຍ ຄວາມວ່າພວກມັນກະຕຸ້ນສັນຍານເຊິ່ງກັນແລະກັນ, ມີຜົນກະທົບຢ່າງຮ້າຍແຮງຕໍ່ການປະຕິບັດຂອງແຕ່ລະບຸກຄົນ. ວິສະວະກອນຕ້ອງໃຊ້ໂຄງສ້າງການໂດດດ່ຽວ ຫຼືເຕັກນິກການຍົກເລີກການຜູກມັດເພື່ອຍົກລະດັບ ຄວາມໂດດດ່ຽວ ລະຫວ່າງເສົາອາກາດໃຫ້ຢູ່ໃນລະດັບທີ່ຍອມຮັບໄດ້.
ຂັ້ນຕອນທີຫົກ: ຄວາມຫນ້າເຊື່ອຖືແລະການປະຕິບັດຕາມລະບຽບການ - ສາຍການປ້ອງກັນຄຸນນະພາບກ�
ກ່ອນທີ່ຈະອະນຸຍາດໃຫ້ການຜະລິດມະຫາຊົນ, ການອອກແບບເສົາອາກາດຕ້ອງຜ່ານການທົດສອບດ້ານວິສະວະກໍາແລະກົດລະບຽບຢ່າງເຂັ້ມງວດ.
ຄວາມທົນທານຕໍ່ສິ່ງແວດລ້ອມ: ປະກອບມີການທົດສອບອຸນຫະພູມສູງແລະຕ່ໍາ, ຮອບວຽນຄວາມຊຸ່ມຊື່ນ, ຫຼຸດລົງ, ແລະການສັ່ນສະເທືອນເພື່ອຮັບປະກັນເສົາອາກາດຮັກສາປະສິດທິພາບທີ່ຫມັ້ນຄົງຕະຫຼອດວົງຈອນຊີວິດຂອງຜະລິດຕະພັນທັງຫມົດ.
ຄວາມເຂົ້າກັນໄດ້ຂອງແມ່ເຫຼັກໄຟຟ້າ (EMC EMI): ຮັບປະກັນວ່າສາຍອາກາດຕົວມັນເອງບໍ່ເຮັດໃຫ້ເກີດການລົບກວນໄຟຟ້າ (EMI) ຫຼາຍເກີນໄປຜົນກະທົບຕໍ່ອົງປະກອບເອເລັກໂຕຣນິກອື່ນໆ, ໃນຂະນະທີ່ຍັງຮັບປະກັນພູມຕ້ານທານຕໍ່ກັບການແຊກແຊງພາຍນອກ (EMS).
ການປະເມີນ SAR : ສໍາລັບອຸປະກອນທີ່ໃຊ້ຢູ່ໃກ້ກັບຮ່າງກາຍຂອງມະນຸດ, ອັດຕາການດູດຊຶມສະເພາະຂອງເສົາອາກາດ (SAR) ໃນເນື້ອເຍື່ອຂອງມະນຸດຕ້ອງໄດ້ຮັບການປະເມີນຢ່າງເຂັ້ມງວດເພື່ອປະຕິບັດຕາມມາດຕະຖານສຸຂະພາບສາກົນ.
ຂັ້ນຕອນທີເຈັດ: ການຜະລິດມະຫາຊົນແລະຄວາມສອດຄ່ອງ - replicating ຄວາມສໍາເລັດ
ຄວາມສໍາເລັດໃນການອອກແບບແລະຄວາມສໍາເລັດໃນການຜະລິດແມ່ນສອງສິ່ງທີ່ແຕກຕ່າງກັນ. ການຫັນປ່ຽນຈາກຕົ້ນແບບຫ້ອງທົດລອງທີ່ເຮັດດ້ວຍມືຢ່າງສົມບູນແບບໄປສູ່ການຜະລິດແບບອັດຕະໂນມັດ, ຂະໜາດໃຫຍ່ ສະເໜີສິ່ງທ້າທາຍດ້ານວິສະວະກຳອັນໃຫຍ່ຫຼວງ.
ການຄວບຄຸມຄວາມທົນທານ: ວິສະວະກອນຕ້ອງໄດ້ຮ່ວມມືກັບຜູ້ສະຫນອງເພື່ອຮັບປະກັນຂະຫນາດທີ່ສໍາຄັນທັງຫມົດ (ເຊັ່ນ: ຄວາມຍາວ FPC ຂໍ້ຄວາມ, ຄວາມຫນາ PCB dielectric) ຖືກຄວບຄຸມພາຍໃນຄວາມທົນທານຫນ້ອຍ. ເຖິງແມ່ນວ່າການບ່ຽງເບນລະດັບ micrometer ສາມາດນໍາໄປສູ່ ການປ່ຽນຄວາມຖີ່ຂອງ ເສົາອາກາດ.
ຄວາມຫມັ້ນຄົງຂອງຂະບວນການ: ຮັບປະກັນຄວາມຫມັ້ນຄົງຂອງຂະບວນການເຊັ່ນ: ການເຊື່ອມໂລຫະ, ການເຊື່ອມໂລຫະແລະການສີດພາດສະຕິກ. ວິສະວະກອນຕ້ອງອອກແບບ jigs ການທົດສອບສາຍການຜະລິດ ທີ່ມີປະສິດທິພາບ ເພື່ອກວດສອບ S11 ແລະລັກສະນະລັງສີຂອງສາຍອາກາດແຕ່ລະຊຸດໃນສາຍປະກອບ, ຮັບປະກັນການປະຕິບັດທີ່ສອດຄ່ອງ (ເຊັ່ນ, ຜົນຜະລິດ ) ຂອງຜະລິດຕະພັນສຸດທ້າຍ.
ສະຫຼຸບ
ວິສະວະກໍາເສົາອາກາດແມ່ນພາກສະຫນາມລະຫວ່າງວິຊາທີ່ຂ້າມຜ່ານທາງທິດສະດີ, ການຈໍາລອງແມ່ເຫຼັກໄຟຟ້າ, ວິທະຍາສາດວັດສະດຸ, ແລະການຄວບຄຸມຄວາມທົນທານຂອງການຜະລິດຂະຫນາດໃຫຍ່. 'Seven-Step Method' ນີ້ສະແດງເຖິງຂົວແຂງຈາກທິດສະດີບໍ່ມີຕົວຕົນໄປສູ່ການເຊື່ອມຕໍ່ໄຮ້ສາຍທີ່ໝັ້ນຄົງ, ຮັບປະກັນອຸປະກອນໄຮ້ສາຍທຸກອັນເຮັດວຽກໄດ້ຢ່າງໝັ້ນໃຈ ແລະມີປະສິດທິພາບ.
