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Antennensimulationssoftware für Entwurf und Modellierung

Die Antennentechnologie entwickelt sich ständig weiter, um den wachsenden Anforderungen der Industrie gerecht zu werden. Auch Remcom hat mit dieser Entwicklung Schritt gehalten, um den Ingenieuren eine Antennensimulationssoftware zu bieten, die ihren Prozessen entspricht und ihnen hilft, die Anforderungen an das Design ihrer Geräte zu erfüllen.

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Arbeitsablauf der Antennensimulation

Antennen-Design-Workflow
Die Antennensimulationssoftware von Remcom bietet Ingenieuren leistungsstarke Werkzeuge, um Entwicklungszeiten zu verkürzen und Produkte schneller auf den Markt zu bringen. Benutzer können alle Schritte eines typischen Antennensimulations-Workflows in XFdtd einfach ausführen:
  • Legen Sie Projekteigenschaften, Frequenzbereich und mehr fest.

  • Importieren Sie 3D-CAD-Dateien und PCB-Datenbanken und erstellen oder ändern Sie Geometrien.

  • Geben Sie die EM-Eigenschaften von Materialien an.

  • Fügen Sie Spannungsquellen oder modale Feldverteilungen hinzu.

  • Wenden Sie äußere Grenzen an.

  • Diskretisieren Sie den 3D-CAD-Raum in Zellen.

  • Assoziieren Sie ein Material mit jeder Zellkante, um die Genauigkeit über Fast Intelligent Meshing zu verbessern.

  • Sensorergebnisse anfordern.

  • Prüfen Sie die Ergebnisse und sehen Sie sich die Ausgabe an.

  • Ausführen der FDTD-Simulation.

  • Analysieren Sie Anpassungsnetzwerke und Port-Phasen-Kombinationen mit Überlagerung für die Strahlformung mit Hilfe von Post-Processing-Tools.

  • Parametrisieren Sie das Projekt und führen Sie eine parametrische Analyse durch.

  • Anpassungen über Skripte zur Automatisierung sich wiederholender Aufgaben.

XFdtd 3D-Software für elektromagnetische Simulation

Antennen sind in der heutigen Technologie allgegenwärtig und decken das Spektrum von Niederfrequenz über Mikrowellen bis hin zu Terahertz und darüber hinaus ab. Unser XFdtd 3D-Software für elektromagnetische Simulation ist ein Vollwellenlöser, der auf dem Finite-Differenzen-Zeit-Domänen (FDTD) Methode und eignet sich hervorragend für die Analyse von Designs, die von einfachen Dipolen und Patches bis hin zu den neuesten mobilen Geräten die aus Hunderten von Komponenten und mehreren Antennen bestehen. Die fortschrittlichen Verarbeitungsfunktionen in XFdtd sind auch in der Lage, Mobilfunkstandards der fünften Generation bei Millimeterwellenfrequenzen zu verarbeiten, die Antennengruppen und eine komplexere Verarbeitung erfordern.

XFdtd umfasst Vollwellen-, statische, biothermische, Optimierungs- und Schaltungslöser, um eine Vielzahl von Anwendungen zu bewältigen. Es arbeitet auch mit den Raytracing-Produkten von Remcom zusammen, um umfassende Simulationsmöglichkeiten im unteren, mittleren und oberen Bereich des elektromagnetischen Spektrums zu bieten.

Entdecken Sie die gesamte Sammlung einzigartiger Funktionen von XFdtd...

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Vorteile der FDTD-Methode für die Antennensimulation

Während viele elektromagnetische Simulationsverfahren im Frequenzbereich angewendet werden, löst FDTD die Maxwell-Gleichungen im Zeitbereich, wobei die EM-Feldwerte schrittweise in diskreten Zeitschritten berechnet werden. Die FDTD-Methode hat mehrere einzigartige Vorteile bei der Simulation von Antennen:

  • Hervorragende Skalierbarkeit der Methode bei wachsender Problemgröße

  • Breitband-Ausgang, der durch eine einzige Ausführung des Programms bereitgestellt wird

  • Effizienter als andere EM-Methoden, wenn die Zahl der Unbekannten steigt

  • Simuliert eine breite Palette von elektrischen und magnetischen Materialien

  • Weiterentwicklungen wie die XACT Accurate Cell Technology® von XFdtd lösen komplexe gekrümmte Oberflächen auf, verkürzen die Simulationszeit und verbessern die Genauigkeit extrem komplizierter Designs.

  • Bevorzugte Methode zur Durchführung von EM-Simulationen für biologische Auswirkungen von drahtlosen Geräten [1]

  • Effizientester Ansatz zur Erzielung genauer Ergebnisse beim Eindringen des Feldes in biologisches Gewebe

Erfahren Sie mehr über die FDTD-Methode...

XFdtd Antennensimulation Anwendungen

XFdtd Antennensimulation Anwendungen

Antenneningenieure verwenden seit langem EM-Software für die virtuelle Optimierung von Designs, um die Kosten und den Zeitaufwand für die Herstellung von Hardware-Prototypen zu reduzieren und gleichzeitig zahlreiche Gerätekonfigurationen schnell zu evaluieren. Der riesige Simulationsbereich, der von XFdtd abgedeckt wird, umfasst alle Antennendesigns, von einfachen, traditionellen Antennen bis hin zu hochmodernen 6G-Geräten der nächsten Generation im Terahertz-Bereich und darüber hinaus. Hier sind nur einige Beispiele für die große Vielfalt von Antennenanwendungen, für die XFdtd verwendet werden kann:

  • 5G-Antennen-Arrays bei Millimeterwellen-Frequenzen

  • Internet-of-Things-Geräte (IoT) wie intelligente Lautsprecher und Kameras

  • Drahtantennen

  • Microstrip-Patches

  • Hornantennen

XFdtd-Simulationen sind in der Lage, sehr komplexe Bauelemente effizient zu analysieren, und sind nicht durch Rechenbarrieren eingeschränkt; Projekte mit über 500 kubischen Wellenlängen sind möglich.

Erfahren Sie mehr über die High Performance Computing Optionen von XFdtd für EM-Simulationen.

XFdtd Antennensimulationssoftware Vorteile

Unkomplizierter Analyseprozess

Anspruchsvolle Geräteentwürfe können in XFdtd mit einem voll funktionsfähigen CAD-Modellierer oder mit importierten Dateien in vielen Standardformaten erstellt werden. Praktisch alle Aspekte eines Projekts können parametrisiert werden, was eine schnelle Charakterisierung der Entwurfsvariablen ermöglicht. Simulierte Bauelemente können durch eine Reihe von Eingangsoptionen angeregt werden, z. B. durch punktförmige Spannungen und Ströme oder verteilte Quellen, einschließlich einer Vielzahl von Hohlleiteranschlüssen. Verstärkung, Effizienz, Impedanz, S-Parameter und Verlustleistung sind gängige Ausgangsgrößen, die erzeugt werden. Es stehen auch Daten zur Verfügung, die sich speziell auf die Wechselwirkung von Feldern mit biologischem Gewebe beziehen, wie z. B. die spezifische Absorptionsrate (SAR) und die Leistungsdichteverteilungen.

Erweiterte Nachbearbeitungsoptionen

Moderne Analysewerkzeuge müssen über herkömmliche Ergebnisse hinausgehen, um den Anforderungen von IoT/Connected Home, 5G und kommenden 6G-Geräten gerecht zu werden. Analysetools für Antennengruppen, die Daten schnell verarbeiten können, um die Leistung komplexer Beamforming-Systeme mit Hunderten oder mehr Elementen zu definieren und zu optimieren, sind unerlässlich. Für Antennendesigner ist es von entscheidender Bedeutung, die vollständige Abdeckung eines Verstärkungsmusters mithilfe fortschrittlicher Verarbeitungstechniken wie der kumulativen Verteilungsfunktion der effektiven isotropen Strahlungsleistung (CDF der EIRP) zu verstehen, und XFdtd erfüllt diesen Bedarf. Darüber hinaus ist bei vielen Kommunikationssystemen, die MIMO (Multiple-Input Multiple-Output) verwenden, wie z. B. Mobilfunk-Basisstationen und WiFi-Hubs, die Interaktion zwischen den Elementen entscheidend. Die MIMO-Tools in XFdtd können Größen wie Isolation und Hüllkurven-Kreuzkorrelation berechnen, die einen ordnungsgemäßen Betrieb gewährleisten.

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Entwurf und Optimierung von Antennenanpassungsschaltungen enthalten

Die Zeiten, in denen eine Antenne für eine einzige Frequenz entworfen und abgestimmt wurde, sind vorbei, da heutige Geräte durch den Einsatz von Anpassungsschaltungen effizient auf mehreren Bändern arbeiten müssen. XFdtd verfügt über hochentwickelte Werkzeuge für die Analyse von Anpassungsschaltungen, darunter der Schaltungselement-Optimierer (CEO), der Antennen für mehrere Bänder abstimmen kann und dabei die elektromagnetischen Effekte der die Schaltung umgebenden Struktur berücksichtigt; dies ist besonders wichtig für Entwickler von Mobiltelefonen. Komplexere Schaltungen können einbezogen werden mit Co-Simulation von Schaltungendie parallele FDTD- und Schaltungs-Solver ausführt, um die Auswirkungen von Chip-Komponenten gängiger Hersteller oder Multi-Port-Anpassungsnetzwerken mit SPICE-Modellen zu berücksichtigen. XFdtd umfasst auch die Integration mit der Software für den Entwurf von Anpassungsschaltungen Optenni Lab, mit der die optimale Topologie des Anpassungsnetzwerks ermittelt werden kann.

Referenz:
1. C95.3.2002, "Recommended Practice for Measurements and Computations with Respect to Human Exposure to Radio Frequency Electromagnetic Fields, 100kHz to 300GHz", IEEE Standards and Coordinating Committee 28 on Non-Ionizing Radiation Hazards, April 2002.

Zusätzliche Informationen

Sparen Sie Zeit und reduzieren Sie Kosten.

Wenden Sie sich noch heute an Remcom, um eine maßgeschneiderte Lösung für Ihre komplexen elektromagnetischen Herausforderungen zu erhalten.

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