Technique RF - Disposition d'antenne: une solution avec la simulation feko

Feko aide un grand nombre de fabricants OEM et leurs fournisseurs du secteur industriel à résoudre les problèmes CEM qu’ils rencontrent lors de la conception, de l’analyse et de la validation des tests de leurs produits. En utilisant des outils de simulation tels que feko, le nombre d'échantillons d'essai et le nombre de tests ont été réduits, transformant le processus de développement traditionnel axé sur les tests en une conception axée sur la simulation. Les applications importantes de feko dans le domaine EMC / EMI comprennent le rayonnement électromagnétique, l'anti - interférence électromagnétique, l'effet de foudre, le champ de rayonnement de haute intensité (hirf), l'impulsion électromagnétique (emp), le blindage électromagnétique, les risques de rayonnement électromagnétique et le couplage d'antenne.

Disposition des antennes

Dans les espaces libres, il y a beaucoup de techniques à choisir. Dans une application pratique, une telle antenne est montée sur une structure solide, ce qui affecte gravement les caractéristiques de rayonnement en espace libre de l'antenne. Pour une antenne installée sur une grande plate - forme, la mesure de ses caractéristiques de rayonnement est très difficile et parfois impossible. Le défi de la simulation précise est donc l'interaction entre l'antenne et le grand environnement électronique. Au fil des ans, feko a acquis une bonne réputation dans la disposition des antennes, devenant un outil de simulation EMC / EMI standard pour la disposition des antennes dans les véhicules, les avions, les satellites, les navires, les stations de base cellulaires, les tours, les bâtiments, etc. Mlfmm dans feko, les solveurs progressifs (Po, RL - go et Utd) et la décomposition du modèle travaillent ensemble pour faire de feko l'outil idéal pour résoudre les problèmes de disposition d'antenne et d'interférence de co - implantation sur des plates - formes électroniques de grande ou très grande taille.

Chasseurs à antenne et navires (affichage du courant de surface)

Simulation feko

L'isolation entre plusieurs antennes sur la plate - forme (Figure 1) est l'un des problèmes que feko traite le mieux. Ce modèle d'avion est un modèle d'essai présenté au Symposium cemmec (cemc) sur l'électromagnétisme computationnel en cemc. Il s'agit d'une version modifiée de l'ev55 (appartenant au projet européen hirf - se fp7, evektor, SPOL. S R.O. et le Consortium hirf - se détiennent leurs droits d'auteur). Il suffit à l'utilisateur de sélectionner un solveur dans feko pour le calcul en fonction du type de problème à résoudre, des dimensions électriques et de la complexité, etc. une façon de calculer rapidement le couplage mutuel entre les antennes feko est par paramètre S. L'utilisateur peut visualiser par calcul l'effet des variations de charge d'antenne sur le couplage entre antennes sans avoir à lancer le solveur à plusieurs reprises et visualiser l'effet d'un grand nombre de ports d'antenne. Couplage et cartographie des matrices d'interférence de co - site pour identifier et analyser les niveaux d'intensité de couplage. En outre, la technologie de décomposition de modèle de feko, combinée à des sources d'interférence équivalentes à une antenne et à une Cem, peut réduire le besoin en ressources de calcul.

Grâce à la simulation feko, on obtient une distribution de l'intensité du champ magnétique à l'intérieur et à l'extérieur de l'avion à 1 GHz

Le défi EMI design

Il existe de nombreuses situations où feko est utilisé pour résoudre les problèmes EMI. Par exemple, le champ rayonnant du faisceau de câbles d'un véhicule est couplé à l'antenne du pare - brise (ainsi qu'à d'autres formes d'antennes), ce qui est également lié à la norme de test CISPR - 25 EMC pour l'industrie automobile (CISPR est le Comité international spécial sur les interférences radio et une station de radio internationale). Le signal sonore se propagera à travers différents câbles à l'intérieur du véhicule, dont les champs rayonnants seront couplés à différentes antennes, ce qui réduira les performances du système de diffusion analogique ou numérique. Pour résoudre ce problème, feko comprend un outil complet de modélisation de câble pour analyser le rayonnement du câble (et l'anti - interférence). Cet outil et les techniques de modélisation et de solutions d'antennes de pare - brise développées spécifiquement pour les applications réelles d'antennes de pare - brise sont adaptés pour analyser et résoudre ces défis (Figure 2). La figure 2B montre le champ électrique rayonné à deux endroits, à 10 mètres à gauche et à droite de la voiture. Chaque point de position comprend des valeurs d'intensité de champ de polarisation verticale et horizontale obtenues par simulation.

Figure 2: résultats de la simulation de l'intensité du champ électrique en champ proche à 10 m autour du véhicule et du modèle de simulation basé sur le système de mesure (b) pour un modèle de véhicule (A) avec antenne de fenêtre de vent, faisceau de câblage et source équivalente de l'unité de commande du moteur

Une performance unique

Feko est facile à utiliser et dispose d'un ensemble complet, précis, fiable et entièrement parallèle de solveurs qui prennent en charge la résolution véritablement hybride, y compris la méthode des grandeurs de moment (MoM), la méthode multipolaire rapide multicouche (mlfmm), la méthode des éléments finis (FEM) et la méthode des différences finies Dans le domaine temporel (FDTD), l'optique physique / l'optique physique des éléments de grande surface (PO / le - Po), Optique géométrique des rayons (RL - go) et théorie de la diffraction uniforme (Utd), etc. ces solveurs ont été largement utilisés dans la conception et la simulation d'antennes, Cem, sections Radar (RCS), bioélectromagnétique, Radômes et dispositifs RF. Selon la taille électrique du problème à résoudre et la complexité du problème, il vous suffit de choisir d'utiliser l'un ou l'autre solveur. L'outil complet de modélisation de câbles de feko résout les problèmes CEM impliquant des câbles complexes. Les algorithmes spéciaux utilisés par feko pour l'analyse des câbles sont la méthode MTL (Multi - conductor Transmission Line) et la méthode hybride mom / MTL. Ce dernier s'applique aux scénarios d'analyse lorsque le sol est discontinu sous le câble. Faisant partie de la plate - forme d'ingénierie assistée par ordinateur Altair hyperworks, feko apporte une gamme de fonctionnalités différenciées supplémentaires. Ces fonctionnalités peuvent être utilisées sans frais supplémentaires grâce au système d'autorisation unique d'Altair. Réduisez le temps de nettoyage de modèles Cao complexes (y compris le nettoyage automatique) et de maillage grâce à hypermesh, le module de préprocesseur d'analyse par éléments finis le plus connu du secteur; Avec hyperstudy, les utilisateurs de feko peuvent utiliser la méthode de conception d’expériences (Design Experiment) pour optimiser la conception, y compris l’analyse d’autres caractéristiques physiques; Utilisez activate pour concevoir et analyser des circuits (par exemple, des convertisseurs DC / DC).

Conception d'antenne

Feko est largement utilisé dans l'analyse et la conception d'antennes industrielles pour la radiodiffusion et la télévision, les systèmes sans fil, les systèmes de communication mobile cellulaire, les systèmes de déverrouillage sans clé à distance, les systèmes de surveillance de la pression des pneus, le positionnement et la communication par satellite, les radars, la RFID et d'autres domaines. Les solveurs de méthode de moment ont trouvé une large application dans la conception d'antennes. De plus, comme le logiciel ne se contente pas de décomposer le modèle (génération et utilisation de sources équivalentes), il combine également un algorithme multipolaire rapide multicouche (mlfmm) et d’autres fonctionnalités complètes. Les méthodes d'accélération d'onde, ou Asymptotiques telles que l'optique physique (Po), l'optique géométrique de poursuite des rayons (RL - go) ou la théorie de diffraction uniforme (Utd), permettent d'aligner efficacement les antennes réflectives, les antennes radar et les antennes de couverture d'antenne équipées pour l'analyse. Feko dispose également de fonctionnalités telles que la méthode de fonction de Green de domaine (dgfm) pour les grands réseaux finis, ce qui permet une analyse précise et efficace des réseaux d'antennes.

Courant sur 1,5 GHz 2X2 microruban patch antenne Array

Compatibilité électromagnétique

La compatibilité électromagnétique (CEM) est devenue un sujet brûlant pour les OEM et leurs fournisseurs dans de nombreuses industries. Il est très important d'intégrer des composants et des équipements dans le système sans problèmes électromagnétiques. Il est également important de respecter la réglementation EMC. Feko est utilisé depuis de nombreuses années pour la simulation CEM des interférences électromagnétiques (EMI) et de la sensibilité électromagnétique ou immunité (EMS). Feko comprend un outil de modélisation de câble complet pour analyser les radiations générées entre un câble et d'autres câbles, antennes ou appareils, qui peuvent provoquer la formation de tensions et de courants perturbateurs et provoquer des défaillances du système. Feko est également utilisé pour simuler les émissions de rayonnement, les effets de blindage, l'analyse des risques de rayonnement, les impulsions électromagnétiques (emp), les effets d'éclairage et les champs de rayonnement de haute intensité (hirf) des unités de contrôle électronique (ECU) dans les systèmes.

Interface de modélisation de câbles dans feko

Diffusion et RCS

Lorsqu'un objet est exposé à un champ électromagnétique incident, les propriétés de diffusion de l'objet sont liées à la distribution spatiale de l'énergie diffusée. Deux cas typiques où la diffusion est très importante sont: lors de la conception d'un système de détection d'objets, tel qu'un système de détection de collision; Et des objets conçus pour augmenter ou diminuer la capacité de détection d'un émetteur, par example la conception d'un avion furtif. Les différentes méthodes de numérisation de feko, y compris mlfmm, RL - go et Po, ainsi que les fonctions de post - traitement, permettent de résoudre efficacement et avec précision les problèmes de diffusion et de section efficace Radar (RCS).

Hélicoptère RCS vue de force

Composants de guide d'onde et circuits microruban

Depuis les premières communications spatiales, les guides d'ondes ont été largement utilisés dans les industries de la défense, de l'aérospatiale, de la navigation et des communications, telles que les coupleurs, les filtres, les circulateurs, les isolateurs, les amplificateurs et les atténuateurs. Feko peut être utilisé pour la simulation d'éléments de guide d'onde, généralement en utilisant l'excitation de port de guide d'onde, la méthode des grandeurs de moment de feko et la méthode des éléments finis (FEM) solveur.

La technologie microruban est utilisée pour concevoir des circuits plats tels que des coupleurs, des résonateurs et des filtres. Lorsque la longueur de trace du circuit peut être comparée à la longueur d'onde, une analyse em 3D pleine onde est utilisée. Les formules de la fonction de Green à couches planes et du principe d'équivalence de surface (SEP) dans feko sont idéales pour l'analyse de circuits imprimés à micro - ondes.

Simulation du coupleur magi - t WR - 90 piloté par le Guide d'onde Delta

Bioélectromagnétique

La simulation em joue un rôle important dans le développement des technologies biomédicales. La simulation peut fournir une référence précieuse pour l'interaction des champs électromagnétiques dans ou près du corps humain. En raison de la nature de la perte tissulaire, la conception de l'émetteur vise généralement à s'assurer qu'un signal suffisant est émis et que le signal n'est pas perdu dans la charge anatomique, tout en respectant les règles limitant le taux d'absorption spécifique et l'augmentation maximale de la température dans le corps humain. Les applications typiques concernent les appareils mobiles et sans fil, les champs RF automobiles, les appareils auditifs, les antennes humaines, l'IRM, les implants et l'hypothermie. FEM, FDTD et mom / FEM dans feko sont parfaits pour ces applications. Feko comprend une base de données de différents mannequins.

Calcul SAR pour les modèles portés par radio portable embarquée

Conception de circuits adaptés

Une tâche importante pour les ingénieurs de conception d'antenne est de s'assurer que la bande passante et l'efficacité sont conformes aux spécifications techniques. Il peut être réalisé en modifiant la structure physique de l'antenne ou en utilisant un circuit adapté. Le laboratoire optenni a été développé par optenni Ltd et peut être acheté via le canal de vente Altair. L'outil fournit un programme automatique de génération et d'optimisation de circuits adaptés. Il suffit à l'utilisateur de spécifier la plage de fréquences souhaitée et le nombre d'éléments dans le circuit d'adaptation, puis optenni - lab peut fournir un choix topologique pour optimiser le circuit d'adaptation. Le laboratoire optenni utilise des modèles précis d'inductances et de condensateurs des principaux fabricants de composants et effectue des analyses de tolérance rapides pour s'assurer que les circuits adaptés produits répondent aux normes de conception, ce qui en fait un complément idéal à feko.

Outil de synthèse d'antenne

Antenna magus est un outil de synthèse d'antenne de magus (Pty) Ltd. Qui peut être acheté via le canal de vente Altair. Il offre un grand nombre d'antennes interrogeables dans lesquelles nous pouvons trouver et concevoir des antennes qui répondent aux spécifications de l'utilisateur. Les modèles feko qui peuvent fonctionner immédiatement peuvent être exportés, faisant de l'antenne magus l'outil idéal pour compléter feko.