Өндөр хүчин чадалтай утасгүй системийг хөгжүүлэхэд антенн нь энгийн бүрэлдэхүүн хэсэг байхаа больж, бүтээгдэхүүний найдвартай байдал, дамжуулах чадвар, зах зээлд гарах хугацааг тодорхойлдог чухал хүчин зүйл болжээ. R&D болон туршилтын инженерүүдийн хувьд загварчлалын дэвшилтэт хэрэгсэл, нарийн туршилтын аргуудыг эзэмших нь антенны гүйцэтгэлийг хангах, хөгжүүлэлтийн зардлыг бууруулах, бүтээгдэхүүний баталгаажуулалтыг хурдасгах тулгын чулуу юм. Энэ нийтлэлд онолын симуляциас эхлээд анекоген камерын практик туршилт хүртэлх инженерийн баталгаажуулалтын гол аргуудын цогц дүн шинжилгээг багтаасан болно.
Цахилгаан соронзон симуляцийн хэрэгслүүд: Онолоос бүтээгдэхүүн хэрэгжүүлэх гүүр
Цахилгаан соронзон (EM) симуляцийн программ хангамж нь орчин үеийн антенны дизайны инженерүүдэд 'виртуал лаборатори' үүрэг гүйцэтгэдэг. Эдгээр нь техник хангамжийг үйлдвэрлэхээс өмнө дизайныг хурдан давтах, гүйцэтгэлийг урьдчилан таамаглах, алдаа оношлох боломжийг олгодог бөгөөд энэ нь хөгжлийн мөчлөгийг ихээхэн богиносгодог.
Үндсэн програм хангамж ба хэрэглэх боломжийн тойм
| Програм хангамжийн нэр |
Үндсэн алгоритм |
Хэрэглээний ердийн хувилбарууд |
Гол давуу тал |
| CST Studio Suite |
FDTD, FEM, TLM |
Нарийн төвөгтэй бүтэц, түр зуурын шинжилгээ, EMI/EMC |
UWB болон түр зуурын хариу шинжилгээнд тохиромжтой, цаг хугацааны домэйн загварчлалын хүчтэй чадвар. |
| Ansys HFSS |
FEM (Төгсгөлийн элементийн арга) |
Өндөр нарийвчлал, өндөр давтамж (mmWave), антенны массив |
Аж үйлдвэрийн алтны стандарт нь хилийн нөхцөл, нарийн төвөгтэй геометрийн бүтцийг нарийн тооцоолоход гарамгай. |
| FEKO |
MoM (Моментийн арга) |
Цахилгаан том бүтэц, платформын нэгдэл, тархалтын шинжилгээ |
Тээврийн хэрэгсэл/нисэх онгоцны антенны байршлын шинжилгээ хийхэд тохиромжтой, цахилгааны хувьд том хэмжээний нарийн төвөгтэй асуудлуудыг үр дүнтэй зохицуулдаг. |
Үндсэн загварчлалын алгоритмыг ойлгох
· Төгсгөлийн элементийн арга (FEM): HFSS-ийн үндсэн алгоритм. Энэ нь нарийн төвөгтэй EM талбайн мужийг жижиг 'хязгаарлагдмал элементүүд' болгон ялгаж, Максвеллийн тэгшитгэлийг эзлэхүүн бүрийн дотор шийддэг. FEM-ийн давуу тал нь оршдог геометрийн хүчтэй дасан зохицох чадварт бөгөөд энэ нь тооцоолол их шаарддаг ч нарийн төвөгтэй орчин, бүтэцтэй ажиллахад тохиромжтой.
· Төгсгөлийн ялгаа цагийн домайн (FDTD): CST-ийн үндсэн алгоритмуудын нэг. Энэ нь цахилгаан соронзон долгионы тархалтын үйл явцын зөн совингийн загварчлалд хүрэхийн тулд орон зайн болон цаг хугацааны ялгаварлалыг ашиглан Максвеллийн буржгар тэгшитгэлийг цаг хугацааны мужид шууд шийддэг. FDTD нь гарамгай . хурдан өргөн зурвасын симуляци , түр зуурын хариу үйлдэл болон Хэт өргөн зурвасын (UWB) антеннуудад дүн шинжилгээ хийхдээ
Загварчлалын чухал тохиргоо: Хилийн нөхцөл ба өдөөх портууд
Нарийвчлалтай загварчлал нь орчныг зөв тодорхойлоход тулгуурладаг.
Хилийн нөхцөл: байгуулах гэх мэт симуляцийн бүсийн гадаад орчныг тодорхойлоход ашигладаг . төгс таарсан давхарга (PML) Хязгааргүй орон зайг дуурайж, цахилгаан соронзон долгионы хил хязгаарт тусахаас сэргийлж
Өдөөлтийн портууд: Эрчим хүч шахах цэгийг тодорхойлно. Антенны хувьд Долгионы порт эсвэл Бөөн портыг ихэвчлэн оролтын эсэргүүцлийн тохирлыг хангахын тулд бодит тэжээлийн цэгийг дуурайлган хийдэг.
Anechoic камерын туршилт: Антенны цацрагийн гүйцэтгэлийн алтан стандарт
Агаар дахь антенны жинхэнэ гүйцэтгэлийг хяналттай орчинд шалгах ёстой. Энэ зорилгод хүрэхийн тулд антенны хэмжилтийн анекоик танхим зайлшгүй шаардлагатай.
Anechoic танхимын зарчим ба ангилал
Тасалгааны хана нь цахилгаан соронзон долгионыг шингээхийн тулд пирамид шингээх материалаар (ихэвчлэн нүүрстөрөгч дээр суурилсан хөөс) доторлогоотой бөгөөд хамгийн тохиромжтой чөлөөт орчинг дуурайлган хийдэг.
Алсын талбайн хэмжилт: Антенны ашиг, цацрагийн загвар, хөндлөн туйлшралын харьцааг шууд хэмжихэд ашигладаг. Туршилтын зай R нь алсын талбайн нөхцлийг хангах ёстой: R > 2D²/ λ
Ойролцоох талбайн хэмжилт: Антенны массив гэх мэт нарийн төвөгтэй эсвэл том антеныг хэмжихэд ашигладаг. Өгөгдлийг ойрын талбайн бүсэд (антенны ойролцоо) цуглуулж, дараа нь хурдан Фурье хувиргалт (FFT) ашиглан алс холын өгөгдөлд математикийн экстраполяци хийдэг. Ойрын талбайн төрлүүд нь хавтгай, цилиндр, бөмбөрцөг хэлбэртэй байдаг.
Гүйцэтгэлийн гол хэмжүүрүүдийг турших, баталгаажуулах
3D Radiation Pattern: Гурван хэмжээст орон зайд янз бүрийн өнцгөөр антенны цацрагийн эрчмийг хэмждэг. Энэ нь антенны чиглэл , хамрах хүрээг үнэлэхэд чухал ач холбогдолтой.
Нийт цацрагийн хүч (TRP): Энэ нь антенны үр ашиг болон дамжуулагчийн гаралтын чадлын цогц үнэлгээ юм. Энэ нь чухал хэмжүүр юм. терминалын төхөөрөмжүүдийн (жишээ нь, гар утас, IoT төхөөрөмж) бодит дамжуулах чадварыг хэмжих
Антенны ашиг ба чиг баримжаа: Загварчлалын үр дүнгийн үнэн зөвийг баталгаажуулахын тулд тохируулсан стандарт олшруулалтын лавлагаа антеннтай (жишээ нь эвэр антенн) харьцуулж нарийн хэмжинэ.
OTA туршилт (Агаарт туршилт): Суурилуулсан антентай хөдөлгөөнт терминалуудын хувьд OTA тест нь Нийт изотроп мэдрэг чанарыг (TIS) хэмжиж системийн түвшний дамжуулалт, хүлээн авалтын гүйцэтгэлийг үнэлдэг.баталгаажуулалтын байгууллагуудад (CTIA гэх мэт) тавигдах гол шаардлага болох TRP болон
Антенны интеграцийн сорилтууд: Суултын яндан ба ПХБ-ийн холболтын нөлөө
Антенныг эцсийн бүтээгдэхүүний хайрцаг болон ПХБ-д нэгтгэх үед цахилгаан соронзон холболтын нарийн төвөгтэй, ихэвчлэн урьдчилан таамаглах боломжгүй нөлөөлөл үүсдэг. Энэ нь загвар болон загварчлалын үр дүнгийн хооронд зөрүүтэй байгаа гол шалтгаан юм.
Газрын хавтгайн нөлөө
Зарчим: Газрын хавтгай нь олон антеннуудын (жишээлбэл, монопол, FPC, PIFA) амин чухал бүрэлдэхүүн хэсэг юм. Түүний хэмжээ, хэлбэр, байрлал нь антенны оролтын эсэргүүцэл ба резонансын давтамжид шууд нөлөөлдөг.
Бэрхшээл: Батерей, дэлгэц, бамбай зэрэг ПХБ дээрх бүрэлдэхүүн хэсгүүд нь газрын онгоцны үр дүнтэй гүйдлийн замыг өөрчилж, антенны гүйцэтгэл муудах эсвэл давтамжийн өөрчлөлтөд хүргэдэг.
Суултын бүрхүүл ба материалын нөлөө
Диэлектрик ачаалал: Хуванцар бүрхүүлийн материалын диэлектрик тогтмол нь антенны цахилгааны уртад 'ачаалах' нөлөө үзүүлдэг бөгөөд энэ нь ихэвчлэн антенны резонансын давтамжийг доошлуулахад хүргэдэг . Инженерүүд загварчлалын дизайны явцад яндангийн материал, зузааныг нарийн загварчлах ёстой.
Металл бүрээс/бүрэлдэхүүн: Антенны ойролцоо байрлах аливаа металл бүтэц (жишээлбэл, холбогч, шураг, дэлгэцийн хүрээ) нь антенны цацрагт хүчтэй саад учруулж, үр ашгийг огцом бууруулж, цацрагийн хэв маягийг хүсээгүй гажуудуулж болзошгүй. Үүнийг замаар шийдэх ёстой аюулгүй зайг хадгалах эсвэл болгон металл бүтцийг ашиглах цацрагийн элементийн хэсэг .
Антен тааруулах, тааруулах
Зорилго: Тохируулга гэдэг нь антенны физик хэмжээг тохируулах эсвэл антенны оролтын эсэргүүцэл Z ant-ийг системийн 50 Ом эсэргүүцэлтэй тааруулахын тулд гадаад тохирох сүлжээг нэмэхийг хэлнэ.
Арга: Прототипийн үе шатанд L-C тохирох сүлжээг тэжээлийн цэг дээр цуваа эсвэл зэрэгцээ ороомог (L) ба конденсатор (C) нэмэх замаар бүтээдэг. Инженерүүд Вектор сүлжээний анализатор (VNA) болон Смит диаграмыг ашигладаг. өгөөжийн алдагдлыг багасгахын тулд тохирох бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг сонгохдоо
Дүгнэлт: Дизайнаас гэрчилгээжүүлэх хүртэлх хаалттай хүрд оновчлол
Антенны загварчлал, туршилт нь бүтээгдэхүүнийг боловсруулахад хаалттай процессыг бүрдүүлдэг: загварчлал нь эхлэл, таамаглалыг өгдөг бөгөөд туршилт нь баримт, залруулга өгдөг. Маш сайн антенны инженерүүд анхны загвар гаргахдаа өндөр нарийвчлалтай симуляцийн хэрэгслийг ашиглаж, мэргэжлийн антенийн камерын туршилтаар прототипүүдийг шалгаж, VNA болон тохирох хэлхээг ашиглан нэгтгэх, оновчтой болгох ажлыг эцэслэн хийдэг. Эдгээр техникийг эзэмших нь таны утасгүй бүтээгдэхүүний гүйцэтгэл, найдвартай байдал, зах зээлд гарах хугацаандаа өрсөлдөх чадвартай байх тулгын чулуу юм.
