IC Alttrate - Mobil telefon anteninin değerlendirmesi ve iyileştirmesi

Smartphones ve diğer taşınabilir kablosuz aygıtlar sık sık değişiklikler çalıştığı elektromagnet (EM) ortamı ve bu genellikle kullanıcı eylemleri tarafından neden oluyor. Kullanıcı kendisi, EM ve kullanıcının vücudunun bağlantıs ı yüzünden cihaz anteninin radyasyon özelliklerini etkileyecek. Kullanıcılar farklı yollar kullanır, yani antenleri tasarladığında rastgele faktörler düşünmeli. Kablosuz bağlantılar genelde bu bağlantı tarafından azaltılır ve tasarımcılar farklı fiziksel etkiler yüzünden olabilecek herhangi bir sorunu azaltmak için dikkatli olmalı.

Yapılabilir apertur antenin tasarımı için, antenin potansiyel bandwidth ve radyasyon etkinliğini farklı kullanım şartları altında değerlendirmek için yeni bir hesaplama sunduk. Bu tasarım mühendislerinin PCB tasarım sürecinde erken uygun anten tasarımlarını değerlendirmesine yardım edecek. Antenna örneklerini ve S parametreleri Radyo frekans tasarımı otomatik yazılım platformuna OptenniLab'a indirdik, antenin özelliklerini değerlendirdik ve antenin toplam radyasyon etkinliğini iyileştirmek için eşleşen bir devre sintezleştirdik.

İlk önce antenin teoretik performans sınırını değerlendirmek için açık ayarlama elementinin en iyi değerini bulduk, böylece maksimum radyasyon etkileşimliliğini elde etmek için. Tasarım sürecinin sonraki sahnelerinde, uyuşturucu devreleri ve düzenleme devrelerini iyileştiririz ve sonra onların etkileşimliliğini en iyi radyasyon etkileşimliliği ile karşılaştırırız.

Kullanılan dava yapılandırmaları için simülasyon modeli Vücuduna yakın olduğu için anten performansını etkileyen ana fenomenler:

1) Dielektrik yükü yüzünden Antenna patlaması. Diyelektrik yükü antenin elektrik uzunluğunu uzatırken antenin frekansı azalır.

2) Vücudun gücünü alması yüzünden kaybı. Bu kaybın antenin radyasyon etkiliğine doğrudan etkiler.

Bu makaledeki simülasyon modeli, 1. Şekil'de gösterilen küçük zeki telefon anteninden oluşur. Bu tasarım frekansında rezonans değildir. ANSYS HFSS EM simülatörünü üç yapılandırmalarda anteneleri simulasyon etmek için kullanın:Bu yapılandırmaları "boş uzay yapılandırması", "el yapılandırması" ve "baş yapılandırması" olarak refere ediyoruz. Yeni yapılandırma anteneleri için yeni performans karakteristik diagram ı. Cep telefon anteneleri için iki temel ayarlama metodları var, buna denilen apertur ayarlama ve impedance ayarlaması (Figur 4). Açık ayarlamalarda, tuner komponenti yapıdaki şimdiki dağıtımı değiştirecek, bu yüzden impedance ve radyasyon etkinliğini etkileyecek. Radyasyon etkinliğini iyileştirme yeteneğinin en önemli sebeplerinden biridir. Ayrıca görüntüle a çık komponentlerin fonksiyonu olarak anten performansını gösteren yeni bir yöntem teklif ettik. Yazılım, terminal devresi limana yerleştirildiğinde, uygun ağırlı liman radyasyon örneğini üstüne koyarak toplam radyasyon örneğini hesaplayabilir. Sonuçları sonuçlayan toplam radyasyon örneğini tuner ile ilişkin radyasyon etkileşimliliğini doğrudan hesaplamak için kullanabilir, bazı temsilci tuner komponenti değerlerinin çalışmasını kolaylaştırır.

Manzara komponentlerinin bir fonksiyonu olarak besleme portu impedance, genelde küçük rezonant olmayan antenler için çok faydalı bilgi değildir çünkü anten sadece eşleşen devre ile çalışmak için tasarlanmıştır. Bunun yerine, belirlenen referans dönüş kaybı seviyesinde ne kadar geniş bandwidth alınabilir diye sormalıyız. OptenniLab'de bir bandwidth potansiyel hesaplama aracı var [1], bu, aperture elementinin değeri hakkında herhangi bir soruya cevap verebilir.

Her çevre yapılandırmasında 5 a)-(c) figürleri için radyasyon etkileşimliliği ve kullanılabilir bandwidth için birkaç seçili a çık komponent değerlerinin fonksiyonu olarak "haritalama" yaptık. Hedef dönüş kaybı seviyesi, bandwidth potansiyeli tarafından hesaplanmış 10 dB.

Farklı yapılandırmaların fiziksel performans sınırları, her yapılandırma sonucu performans sınırlarını düşünerek radyasyon etkinliğini büyütmek için aperture komponentinin en iyisi değerini bulmalıyız. Optimal değer frekans grubuna ve ayarlama bağlı. En iyileştirme hedeflerini ayarladığımız ve tasarım adaylarının performansını değerlendirirken son sınırlarını anlamak çok faydalı.

Bu araştırmalarda iki senaryo düşünüyoruz: uydu navigasyon frekansı grubu Beidou B1-2 (yaklaşık 1587-1592MHz) ve 3GPP frekans grubu 1 (1920-2170MHz). Tek aperture tüneleri için en iyi radyasyon etkileşimliliğini gerçek zamanda radyasyon etkileşimliliğini yeniden hesaplayabilecek RF tasarımı otomatik yazılım platformunun değerini düzenleyerek kolayca bulunabilir. Sonuçlar böyle:

Beidou B1- 2

· Boş alan: hrad, max=41% (-3.9dB), L aperture=1.4nH

Eller: hrad, max=24% (-6.2dB), L aperture=3.4nH

Baş: hrad, max=6% (-12.2dB), apertur=açık devre

3GPP grubu 1

· Boş alan: hrad, max=45% (-3.4dB), L aperture=1nH

Eller: hrad, max=32% (-5.0dB), L aperture=3nH

· Baş: hrad, max=6% (-12.2dB), L aperture=5nH

Teorik ve gerçek eşleşen devre performansıThe radiation efficiency gives the physical upper limit of the total efficiency of the antenna at a given frequency. Bu fiziksel üst sınıra pratik olarak ulaşmak imkansız. Çünkü tüm frekans grubun üzerinde mükemmel kayıp olmayan impedansı gerekiyor. Ayrıca, farklı yapılandırmalar için en iyi mümkün impedance eşleştirme devreleri kesinlikle aynı değil. Teorik kapalı döngü açık ayarlamasını düşünerek, çevredeki değişikliklere uyum sağlayan ortak komponenti her yapılandırma için en iyi açık komponenti değerini tahmin edebiliriz. Fakat bu şekilde hâlâ frekans grubun ve yapılandırmaların uygulamasını kabul etmeliyiz.