INAS Blog

Top 3 noi caracteristici HFSS pentru designul antenelor 5G

Rețeaua 5G, cu rate mai mari de date, capacitate mai mare, lățime de bandă mai mare, securitate sporită și latență mai mică, va aduce experiențe wireless, produse și industrii întregi fără precedent în lume.

Tehnologiile de abilitare 5G vor aduce, de asemenea, noi provocări atât pentru proiectanții infrastructurii de rețea, cât și pentru clienții de dispozitive 5G. O caracteristică esențială a acestor provocări va fi, fără îndoială, sistemele de antenă și integrarea lor în produsul clientului sau platforma de rețea. Pentru a obține rate de date și lățimi de bandă mai mari, 5G va utiliza benzi de frecvență mai mari în spectrul de unde milimetrice (mmWave). Aceste frecvențe mai ridicate, împreună cu tehnologiile necesare pentru formarea fasciculului, direcția fasciculului și fasciculele multiple (MIMO) vor reprezenta provocări semnificative pentru proiectanții de antene și integratorii de sisteme.

De zeci de ani Ansys HFSS a fost în prim-plan, permițând inginerilor să abordeze cele mai dificile provocări de proiectare a antenelor. Recenta versiune Ansys 2020 R2 aduce îmbunătățiri noi și semnificative HFSS, abordând în mod special provocările de proiectare a antenelor pentru 5G.

Soluționare pentru matrici cu mai multe elemente de antenă

În benzile milimetrice, antenele 5G vor fi implementate ca un aranjament al mai multor elemente de antenă numite „antenă matrice” pentru a crește deschiderea și câștigul efectiv al antenei. Antenele matrice pot direcționa, de asemenea, energia sau informațiile către dispozitivele clienților pentru a oferi o legătură foarte sigură de mare viteză. Electronica încorporată are, de asemenea, capacitatea de a scana dinamic și de a urmări utilizatorul care se deplasează fizic prin rețea.

Soluțiile 3D Comp Array utilizează natura repetitivă a unui design pentru a simplifica și mai mult discretizarea
și soluționarea, fără a pierde fidelitatea sau acuratețea soluției;

Cu tehnologia Ansys HFSS 3D Comp Array se pot configura matrici de antene 5G și se pot solutiona eficient utilizând o tehnologie sofisticată de calcul numită metoda descompunerii domeniului (DDM). În plus, soluțiile 3D Comp Array utilizează natura repetitivă a designului pentru a simplifica și mai mult discretizarea și soluționarea. Mai recent, tehnologia 3D Comp Array a fost îmbunătățită cu o interfață intuitivă pentru configurarea rapidă a acestor modele utilizând mai multe celule unice în definirea matricei.

În cele din urmă, în versiunea Ansys 2020 R2, tehnologia 3D Comp Array este îmbunătățită pentru a rezolva aceste matrice complexe de sisteme de antene cu ajutorul soluției de matrice directă HFSS. Acest lucru oferă cel mai mic nivel posibil de zgomot cu soluții mai rapide, mai ales atunci când numărul de excitații sau elemente crește.

Casetă de dialog 3D Component Array pentru definirea aranjamentului diferitelor
componente care creează designul matricei;

Economisirea timpului cu discretizare (mesh) simultană

O altă caracteristică interesantă nouă care a fost aplicată în 2020 R2 este capacitatea de a discretiza toate componentele diferite asamblate într-o matrice 3D Comp într-un mod paralel sau concomitent. Conectarea asamblării simultane valorifică atât resursele HPC partajate, cât și distribuite și economisește timp, permițând o simulare mai rapidă.

În plus, puteți defini o tehnologie de rețea specifică pentru anumite părți ale designului. HFSS phi mesher, care este optimizat pentru structuri stratificate, cum ar fi plăcile de circuite imprimate (PCB-uri) și pachetele de circuite integrate (IC), poate fi aplicat în mod distinct acelor părți ale unui design. În mod similar, metoda Tau Mesher, mai potrivită pentru piesele 3D „adevărate”, cum ar fi un conector sau o carcasă, poate fi aplicată în mod specific acelor piese.

Post-Procesare 5G Automată

5G impune mai multe provocări pentru post-procesarea datelor de simulare și analiza performanței dispozitivului. Funcția de distribuție cumulativă (CDF) pentru matricele de antene este o analiză care determină performanța de acoperire a antenei matricei 5G, indiferent dacă este o parte a unui dispozitiv client sau a sistemului de rețea. Folosind CDF, se poate înțelege rapid performanța generală așteptată a unei matrice de antene din proiect, pe baza unui set de unghiuri de scanare predeterminate.

Diagrama combinată a modelului de radiații 3D care arată o acoperire efectivă
a câștigului peste un set de unghiuri de scanare specificate;

În cele din urmă, extragerea automată a densității de putere (PD) va fi foarte importantă de exemplu în cazul proiectării dispozitivelor care necesită certificare de rată de absorbție specifică (SAR). La dezvoltarea oricărui dispozitiv 5G, cum ar fi un smartphone sau o cască, cantitatea de energie pe care dispozitivul ar putea să o radieze către utilizator este cuantificată ca PD electromagnetica la o distanță specificată de dispozitivul client. Această automatizare analizează PD rapid și eficient și oferă o idee asupra unui test de certificare. Poate indica atunci când este posibil să trebuiască restabilirea nivelurile de putere sau reproiectarea completă a dispozitivului pentru a trece certificarea. Această tehnologie pentru certificarea dispozitivelor client pentru standardele 5G a fost deja folosită în industria electronică.

Despre INAS

Prezentă pe piața de profil din România încă din anul 1991, INAS S.A. este astăzi unul dintre principalii furnizori de soluții CAD/CAM/CAE/PLM/IoT/AR și servicii conexe, pentru industria românească. Încă de la înființare, INAS s-a remarcat prin orientarea constantă către client și prin preocuparea de a introduce pe piață produse software complete și inovative care să răspundă celor mai exigente cerințe ale utilizatorilor săi.

Având și o bogată experiență practică, acumulată ca urmare a colaborărilor cu parteneri de prestigiu atât din industria românească cât și din străinătate, specialiștii INAS furnizează consultanță tehnică de specialitate în domeniul ingineresc, respectiv servicii de proiectare și analiză, pentru o gamă largă de domenii industriale, de la construcția de autovehicule și mașini grele la industria nucleară și apărare.

Înapoi