Modelarea și simularea antenelor în ANSYS HFSS
Simularea antenelor utilizând ANSYS HFSS
Antenele se regăsesc practic peste tot, de la aplicații comerciale cum ar fi telefoane inteligente, etichete RFID și imprimante wireless, la aplicații de apărare, cum ar fi antene cu raze treptate pentru sistemele radar ale aeronavelor sau sistemele satelit, pentru a oferi sisteme de comunicații integrate la sol. Simularea electromagnetică este un instrument valoros în designul antenei și integrarea ei în sisteme complexe, oferind designerului capacitatea de a proiecta și evalua practic ceea ce se întâmplă în cazul scenariilor, precum și de a verifica proiectul final fabricat.
ANSYS HFSS excelează pentru o gamă largă de aplicații electromagnetice de înaltă frecvență, inclusiv proiectarea și plasarea antenei, deoarece utilizează mai multe tehnici avansate de solver pentru a simula nu numai antena, ci și efectele interacțiunii sale cu întregul sistem, inclusiv sistemul de alimentare precum și a platformei în care acesta este situată. Cu aceste provocări tehnice suplimentare, simularea cu HFSS este o necesitate în proiectarea și integrarea antenei.
Antenna Design Toolkit
Toolkit-ul de antene disponibil în HFSS are o utilitate importantă în crearea de geometrii, soluționare și post-procesare de rezultate pentru mai mult de 60 de modele dintre cele mai populare pentru antene. Acesta permite designerilor de antene să facă o analiză rapidă a acestor tipuri de antene și poate fi lansat din meniul standard al interfeței programului HFSS.
În analiza și simularea antenelor HFSS oferă o utilizare simplă atunci când se folosesc modelele de antene care se regăsesc în toolkitul propriu al programului. Trebuie doar preluată geometria și specificate proprietățile materialelor, condițiile limită, excitațiile și frecvența de soluționare, iar HFSS are grijă de restul.
Tehnologii de simulare a antenelor în HFSS
HFSS utilizează următoarele metode și instrumente de simulare, în funcție de tipul de problemă care se dorește rezolvat:
Metoda elementului finit (activată cu HFSS)
Metoda cu ecuații integrate (activata cu HFSS-IE)
Metoda din Optica fizică (activată cu HFSS-IE)
Metoda FEM tranzitorie (activată cu HFSS-TR)
Miniaturizarea antenei, lățimea de bandă a canalului limitat, timpul redus de proiectare și interacțiunea antenei cu alte componente prezintă provocări dure pentru inginerul de proiectare. HFSS oferă soluții automate, corecte și eficiente pentru a depăși aceste provocări, făcându-l să fie instrumentul final de alegere pentru simularea antenei. Caracteristicile de performanță de bază, cum ar fi pierderea de retur, impedanța de intrare, câștigul, directivitatea și o varietate de caracteristici de polarizare pot fi analizate în HFSS. De asemenea se pot face și analize EMI/EMC
HFSS oferă, de asemenea, o vizualizare a câmpului electric și magnetic, atât în câmpul apropiat, cât și în câmpul îndepărtat, oferind o înțelegere a designului care nu este întotdeauna obținută prin simple măsurări.
