Teknologi Microwave - Bentangan antena: penyelesaian menggunakan simulasi FEKO

FEKO membantu sejumlah besar pembuat OEM dan penyedia mereka dalam bidang industri untuk menyelesaikan masalah EMC yang mereka jumpa dalam proses desain produk, analisis dan pengesahan ujian. Dengan menggunakan FEKO dan alat simulasi lain, bilangan sampel ujian dan bilangan ujian dikurangkan, dan proses pembangunan tradisional dipandu ujian diubah menjadi desain dipandu simulasi. Aplikasi penting FEKO dalam medan EMC / EMI termasuk radiasi elektromagnetik, antigangguan elektromagnetik, kesan kilat, medan radiasi intensiti tinggi (HIRF), denyut elektromagnetik (EMP), perisai elektromagnetik, bahaya radiasi elektromagnetik dan sambungan antena.

Bentangan antena

Dalam ruang bebas, terdapat banyak teknologi untuk dipilih. Dalam aplikasi praktik, antena seperti ini dipasang pada struktur kuat, yang mempengaruhi sifat radiasi ruang bebas antena. Untuk antena yang dipasang pada platform besar, ia sangat sukar untuk mengukur karakteristik radiasi, kadang-kadang bahkan mustahil untuk diukur. Oleh itu, cabaran simulasi yang tepat adalah interaksi antara antena dan persekitaran elektronik besar. Selama bertahun-tahun, FEKO telah mendapatkan reputasi yang baik dalam bentangan antena, menjadi alat simulasi EMC/EMI piawai untuk bentangan antena dalam kenderaan, pesawat, satelit, kapal, stesen asas sel, menara, bangunan dan tempat lain. mlfmm, Penyelesaikan progresif (PO, rl-go dan UTD) dalam FEKO dan penyahkomposisi model bekerja bersama-sama untuk membuat FEKO alat ideal untuk menyelesaikan bentangan antena dan masalah gangguan lokasi bersama-sama pada platforma elektronik besar atau super besar.

Petarung Antennalayouton dan kapal (arus permukaan dipaparkan)

Simulasi FEKO

Isolasi antara antena berbilang di platform (Figure 1) adalah salah satu isu yang FEKO terbaik dalam menangani. Model pesawat adalah model ujian yang dipaparkan pada Simposium EMC Computational Electromagnetics (CEMEMC). Ia adalah versi yang diubah suai EV55 (milik projek EU FP7 HIRF-SE, EVEKTOR, spol.s r.o. dan Persatuan SE HIRF mempunyai hak ciptanya). Pengguna hanya perlu memilih salah satu penyelesaian dalam FEKO untuk pengiraan mengikut jenis masalah yang akan diselesaikan, saiz elektrik dan kompleksiti, dll. Satu cara untuk menghitung cepat sambungan antara antena dalam FEKO adalah melalui parameter S. Pengguna boleh memaparkan secara visual kesan perubahan dalam muatan antena pada sambungan antara antena melalui pengiraan tanpa memulakan penyelesaian berulang kali, dan memaparkan secara visual kesan bilangan besar port antena. Berpasang dan plot matriks gangguan kawasan sama untuk mengenalpasti dan menganalisis aras kekuatan sambungan. Selain itu, teknologi pecahan model FEKO bergabung dengan sumber gangguan yang sama dengan antena dan sumber gangguan EMC boleh mengurangi permintaan sumber pengiraan.

Dengan simulasi FEKO, distribusi intensiti medan magnetik di dalam dan diluar pesawat pada 1GHz diperoleh

cabaran desain EMI

Terdapat banyak kes menggunakan FEKO untuk menyelesaikan masalah EMI. Contohnya, medan radiasi dari kabel kenderaan disertai dengan antena kaca depan (dan dengan bentuk antena lain), yang juga berkaitan dengan piawai ujian CISPR-25 EMC industri kenderaan (CISPR adalah Komite Khas Antarabangsa untuk Interferensi Radio, dan juga stesen radio antarabangsa. Komite Khas Antarabangsa). Isyarat bunyi akan menyebar melalui kabel yang berbeza dalam kenderaan, dan medan radiasi kabel ini akan disambung dengan antena yang berbeza, dengan itu mengurangi prestasi sistem siaran analog atau digital. Untuk menyelesaikan masalah ini, FEKO termasuk alat pemodelan kabel kompleks untuk menganalisis radiasi kabel (dan anti-gangguan). Alat ini dan pengemudian antena dan teknologi penyelesaian kaca depan yang dikembangkan secara khusus untuk aplikasi antena kaca depan sebenar adalah sesuai untuk menganalisis dan memecahkan cabaran ini (Figure 2). Figur 2b menunjukkan medan elektrik radiasi pada dua kedudukan 10 meter jauh dari sisi kiri dan kanan kereta. Setiap titik kedudukan termasuk nilai kuasa medan polarizasi menegak dan mengufuk yang diperoleh oleh simulasi.

Figur 2: Hasil simulasi model kenderaan dengan antena tetingkap angin, sumber yang sama dengan kenderaan wayar dan unit kawalan enjin (ECU) (a) dan intensiti medan elektrik dekat medan pada 10m sekitar kenderaan dan model simulasi berdasarkan sistem pengukuran (b)

Performance unik

FEKO mudah digunakan, dan mempunyai set penyelesair yang meliputi, tepat, dipercayai, sepenuhnya bersamaan yang menyokong penyelesaian hibrid yang sebenar, termasuk kaedah momen (MoM), multi-lapisan laju multipole (MLFMM), unsur terbatas (FEM), dan masa domain perbezaan Finite (FDTD), kaedah fizikal optik/unsur permukaan besar fizikal optik (PO/LE-PO), - optik geometrik sinar (RL-GO) dan teori diffraksi seragam (UTD), dll. Penyelesai ini telah digunakan secara luas dalam simulasi desain antena dan bentangan antena, EMC, seksyen salib radar (RCS), bio-elektromagnetik, radom, dan peranti frekuensi radio. Menurut saiz elektrik masalah yang perlu diselesaikan dan kompleksiti masalah, anda hanya perlu memilih untuk menggunakan penyelesaian ini atau penyelesaian lain. Alat pemodelan kabel kompleks FEKO menyelesaikan masalah EMC yang melibatkan kabel kompleks. Algoritma istimewa yang digunakan oleh FEKO untuk analisis kabel adalah kaedah garis penghantaran berbilang-konduktor (MTL) dan kaedah hibrid MoM/MTL. Yang terakhir sesuai untuk skenario analisis apabila tanah di bawah kabel berhenti. Sebagai sebahagian dari platform teknik yang diberi bantuan komputer Altair HyperWorks, FEKO membawa siri fungsi berbeza tambahan. Terima kasih kepada sistem kebenaran unik Altair, fungsi ini boleh digunakan tanpa biaya tambahan. Dengan bantuan modul penganalisis unsur terbatas paling terkenal industri, hyperMesh, ia boleh mengurangkan masa pembersihan model CAD yang kompleks (termasuk pembersihan automatik) dan pengisihan mata; menggunakan HyperStudy, pengguna FEKO boleh menggunakan desain kaedah eksperimen (Design of Experiments) untuk Optimize desain, termasuk analisis karakteristik fizik lain; guna aktif untuk merancang dan menganalisis sirkuit (seperti penyukar DC/DC).

Rancangan antena

FEKO digunakan secara luas dalam analisis dan desain antena dalam industri, dan sesuai untuk siaran radio dan TV, sistem tanpa wayar, sistem komunikasi bimbit sel, sistem pembukaan kunci jauh tanpa kunci, sistem pengawasan tekanan ban, posisi satelit dan komunikasi, radar, RFID dan medan lain. Kaedah penyelesaian FEKO saat (MoM) digunakan secara luas dalam desain antena. Selain itu, kerana perisian ini tidak hanya mempunyai fungsi penyahkomposisi model (menghasilkan dan menggunakan sumber yang sama), ia juga menggabungkan algoritma multi-lapisan laju multipole (MLFMM) dan fungsi komprensif lain. Kaedah pemecut gelombang, atau optik fizikal (PO), pengesan sinar optik geometrik (RL-GO) atau teori diffraksi seragam (UTD) dan kaedah asintomatik lain, supaya ia boleh menyesuaikan secara efisien antena reflektor, antena radar dan antena peralatan meliputi antena untuk analisis. FEKO juga mempunyai fungsi seperti Kaedah Fungsi Hijau Domain (DGFM) yang sesuai untuk tatasusunan terbatas besar, sehingga ia boleh menganalisis tatasusunan antena dengan tepat dan efisien.

Semasa pada array antena patch 1.5 GHz 2x2 microstrip

Kompatibiliti elektromagnetik

Kompatibiliti elektromagnetik (EMC) telah menjadi topik panas OEM dan penyedianya dalam banyak industri. Ia sangat penting untuk mengintegrasikan komponen dan peralatan ke dalam sistem tanpa masalah elektromagnetik. Ia juga penting untuk mematuhi peraturan EMC. Selama bertahun-tahun, FEKO telah digunakan dalam EMC untuk simulasi gangguan elektromagnetik (EMI) dan sensitiviti elektromagnetik atau imunite (EMS). FEKO termasuk alat pemodelan kabel lengkap untuk menganalisis radiasi yang dijana antara kabel dan kabel, antena atau peralatan lain, yang boleh menyebabkan formasi tekanan gangguan dan semasa, dan menyebabkan kegagalan sistem. FEKO juga digunakan untuk simulasi emisi radiasi, efektiviti peribadi peribadi, analisis radiasi, denyut elektromagnetik (EMP), kesan pencahayaan dan medan radiasi intensiti tinggi (HIRF) unit kawalan elektronik (ECU) dalam sistem.

Antaramuka pemodelan kabel dalam FEKO

Penghapusan dan RCS

Apabila objek dikekspos kepada medan elektromagnetik insiden, ciri-ciri pembebasan objek berkaitan dengan distribusi ruang tenaga pembebasan. Dua kes biasa di mana penyebaran sangat penting: apabila merancang sistem untuk mengesan objek, seperti sistem pengesan kolasi; Dan merancang objek untuk meningkatkan atau mengurangkan kemampuan pengesan penghantar, seperti rancangan pesawat yang diam-diam. Berbagai kaedah digital FEKO, termasuk mlfmm, rl-go dan Po, dan fungsi pos-pemprosesan, boleh menyelesaikan secara efektif dan tepat masalah seksyen salib (RCS) yang efektif penyebaran dan radar.

Paparan kuasa RCS helikopter

Komponen waveguide dan sirkuit microstrip

Sejak penemuan pertama komunikasi ruang angkasa, panduan gelombang telah digunakan secara luas dalam industri pertahanan negara, aerospace, navigasi dan komunikasi, seperti pasang, penapis, sirkulator, isolator, amplifier dan attenuator. FEKO boleh digunakan dalam simulasi komponen panduan gelombang, biasanya menggunakan pengaguman port panduan gelombang, ibu FEKO dan penyelesair kaedah unsur terbatas (FEM).

Teknologi microstrip digunakan untuk merancang sirkuit planar, seperti pasang, resonator dan penapis. Apabila panjang jejak sirkuit boleh dibandingkan dengan panjang gelombang, analisis EM gelombang penuh digunakan. Fungsi Green lapisan pesawat dan prinsip setara permukaan (SEP) formula dalam FEKO sangat sesuai untuk analisis sirkuit mikrogelombang dicetak.

Simulasi pasang wr-90 magic-T dipandu oleh waveguide Delta

Bioelektromagnetik

Simulasi EM bermain peran penting dalam pembangunan teknologi biomedikal. Simulasi boleh menyediakan rujukan berharga untuk interaksi medan elektromagnetik dalam atau dekat tubuh manusia. Kerana sifat kehilangan tisu, desain penyebar biasanya fokus pada memastikan isyarat yang cukup dipancarkan dan isyarat tidak hilang dalam muatan anatomik, sementara memenuhi peraturan terhadap kadar penyorban khusus dan meningkat suhu maksimum dalam badan manusia. Aplikasi biasa berkaitan dengan peranti bergerak dan tanpa wayar, medan RF dalam kereta, bantuan pendengaran, antena manusia, MRI, implan, dan hipotermia. FEM, FDTD dan ibu / FEM dalam FEKO sangat sesuai untuk aplikasi ini. FEKO termasuk pangkalan data manekin yang berbeza.

Kalkulasi SAR untuk model memakai radio poket dalam kereta

Rancangan sirkuit yang sepadan

Tugas penting bagi jurutera desain antena adalah untuk memastikan lebar bandu dan efisiensi memenuhi spesifikasi teknik. Ia boleh disedari dengan mengubah struktur fizik antena atau menggunakan sirkuit yang sepadan. Makmal Optenni dikembangkan oleh optenni Ltd. dan boleh dibeli melalui saluran jualan Altair. Alat menyediakan generasi sirkuit yang sepadan secara automatik dan program optimasi. Pengguna hanya perlu nyatakan julat frekuensi yang diperlukan dan bilangan komponen dalam sirkuit yang sepadan, dan kemudian makmal optenni menyediakan pemilihan topologi untuk optimasi sirkuit yang sepadan. Makmal Optenni menggunakan model induktor dan kondensator yang tepat dari penghasil komponen utama, dan melaksanakan analisis toleransi cepat untuk memastikan bahawa sirkuit yang sepadan yang dihasilkan memenuhi piawai desain, menjadikannya tambahan ideal untuk FEKO.

Alat sintesis antena

Magus antena adalah alat sintesis antena dari magus (Pty) Limited, yang boleh dibeli melalui saluran jualan Altair. Ia menyediakan sejumlah besar antena yang boleh dicari, di mana kita boleh mencari dan merancang antena yang memenuhi spesifikasi pengguna. Model FEKO yang boleh dijalankan segera boleh dieksport, menjadikan magus antena alat ideal untuk menambah FEKO.