Altair Feko: проектирование антенн для беспроводных систем связи

Altair Feko: проектирование антенн для беспроводных систем связи

С активным развитием сетей пятого поколения (5G) по всему миру, смартфоны и планшеты стали абсолютной нормой. Проектирование и интеграция антенн в беспроводные системы связи привлекает все больше и больше внимания специалистов. Тренды индустрии направлены на проектирование все более компактных устройств, что, в свою очередь, формулирует новые задачи по созданию носимых устройств, охватывающих весь частотный спектр 5G. Дополнительными вызовами являются: соблюдение требований OTA ассоциации CTIA и норм по удельному коэффициенту поглощения электромагнитной энергии (SAR), при этом, мобильное устройство должно оставаться эстетичным и приятным в использовании. Антенны системы MIMO широко применяются в современных телекоммуникационных сетях. Использование таких систем уменьшает вероятность замирания сигнала и вместе с этим предоставляет дополнительные преимущества, благодаря пространственному разнесению антенн на устройстве. Реализованный в Altair Feko подход предоставляет инженерам все необходимые инструменты для проектирования антенн беспроводных систем связи на всем жизненном цикле устройства.

Altair Feko Дальнее поле излучения на частоте 1800 МГц.
Дальнее поле излучения на частоте 1800 МГц. Модель содержит мобильное устройство, голову и кисть человека
Всестороннее моделирование, анализ и оптимизация в Altair Feko

Параметрическое моделирование позволяет пользователю сконструировать и трансформировать геометрию для обеспечения быстрой и всеохватывающей концептуализации. Быстрый и точный метод идеально подходит для первичных расчетов, а также для оценки основных параметров модели. В процессе цикла проектирования, в состав модели может быть импортирована информация о ее механической реализации (например корпус устройства и компоненты, входящие в него). Модель может быть описана материальными параметрами, такими как: диэлектрические характеристики (дисперсия, анизотропия, метаматериал, частото-независимость) и характеристиками проводников (идеальный электрический проводник, импеданс, магнитные свойств, частото-независимость). Сквозь весь процесс проектирования, множество решателей Altair Feko могут быть эффективно использованы для кросс-валидации модели и результатов ее расчета.

Оптимизация является идеальным подходом для автоматизированной модификации геометрии для достижения заданных пользователем целей. Показательные примеры: подстройка резонансных частот в многополосной антенне, или сокращение SAR на заданной частоте, при условии, что мощность излучения остается допустимой.

Согласование в программной среде Optenni Lab

Согласующие цепи для подстройки резонансных частот и ширины полосы излучения антенн, которые были спроектированы в Altair Feko, могут быть проанализированы в программной среде Optenni Lab. Полученные согласующие цепи могут являться неизлучающими цепями в FEKO.  Согласующий элемент и антенна могут быть смоделированы совместно для более точной параметризации будущего прототипа устройства.

Размещение антенн и MIMO в Altair Feko

Хорошая развязка между портами антенн совершенно необходима для поддержания низкого уровня взаимной корреляции близко расположенных элементов решетки MIMO. Вычисление S-параметров – это простой и надежный способ в Altair Feko для определения глубины развязки, которая может использоваться для оптимизации процесса.

Altair Feko Дальнее поле излучения для новой двух-полосной MIMO антенны для LTE и WiFi
Дальнее поле излучения для новой двух-полосной MIMO антенны для LTE и WiFi

Скриптовый язык программирования Lua предоставляет прямое управление результатами моделирования и облегчает выполнение типовых операций по их обработке. Например, вычисление и визуализация таких параметров, как среднее эффективное усиление и коэффициент корреляции по огибающей сигнала, непосредственно в POSTFEKO.

Altair Feko S-параметры новой двух-полосной MIMO антенны для LTE и WiFi
S-параметры новой двух-полосной MIMO антенны для LTE и WiFi
Соответствие по SAR и OTA в Altair Feko

SAR (Specific Adsorption Rate) — это удельная поглощённая мощность, которую рассчитывают на единицу массы. Она измеряется в Вт/кг. Эта величина определяет, на сколько нагревается ткань при воздействии излучения.

Тесты OTA (Over-the-Air) оценивают надежность, производительность и безопасность беспроводных устройств.

Altair Feko Среднее эффективное усиления на частоте 3.65 ГГц. Видно падение в усилении при разговоре (у головы) и при нахождении в двух руках
Среднее эффективное усиления на частоте 3.65 ГГц. Видно падение в усилении при разговоре (у головы) и при нахождении в двух руках

Хотя такие характеристики как, SAR и OTA часто проверяются только на завершающей стадии разработки продукта, Altair Feko предлагает идеальную среду для простого оценивания этих параметров уже на ранней стадии проектирования. Фантомные эффекты присутствия рук и головы доступны для изучения в реалистических сценариях их взаимодействия с электромагнитным излучением. Размещение и взаимное расположение этих объектов в системе будет влиять на антенные характеристики SAR и OTA. Простое и быстрое добавления этих нагрузок в уже существующие модели устройств, ранее построенные в свободном пространстве. Оценивая соответствие требованиям по всей конструкции, появляется возможность разработать более надежный конечный продукт. Как результат, прототип будет соответствовать требованиям с несоизмеримо большей вероятностью и пройдет все необходимые контрольные испытания.

Распределение SAR и усреднение параметра для предварительной оценки соответствия требованиям модели в FEKO
Распределение SAR и усреднение параметра для предварительной оценки соответствия требованиям модели в Altair Feko

Шаблоны отчетов в POSTFEKO в Altair Feko

Использование шаблонов отчетов Microsoft PowerPoint и Word позволяет генерировать документы указанных форматов, содержащие требуемые результаты моделирования. Стилизованные шаблоны могут содержать уникальное элементы оформления, логотип компании и брендирование. В Altair Feko есть стандартный шаблон быстрого отчета, в котором будут содержаться все данные POSTFEKO, включая измерения, виды моделей и графики результатов. При минимальных трудозатратах со стороны пользователя, может быть создан профессиональный отчет, который будет полезен как, для инженерного рассмотрения, так и для будущего прототипирования.

Цены, лицензирование и предоставление временных лицензий Altair Feko

По вопросам предоставления временных лицензий на программные решений Altair Feko, тестирования и приобретения, пожалуйста, обращайтесь к специалистам компании ЭЛМ по телефонам +7(495) 005-51-45, +7 (495) 132-74-24 или по электронной почте info@elm-c.ru.

Актуальные цены Altair Feko доступны на нашем сайте в разделе КУПИТЬ