Software für den Entwurf von Antennen für mobile Geräte

Bei der Entwicklung der komplexen mobilen Geräte von heute ist Präzision der Schlüssel, und Ingenieure können sich keine Diskrepanzen zwischen der Geräteeffizienz und den Simulationsergebnissen leisten. Remcom-Benutzer sehen weniger als 0,5 dB Unterschied in der Geräteeffizienz im Vergleich zu elektromagnetischen Simulationsergebnissen.

Durch den Import des richtigen CAD-Modells wird ein höherer Genauigkeitsgrad mit Messungen erreicht, die dem realen Gerät außergewöhnlich nahe kommen, was den Arbeitsablauf rationalisiert und den Konstruktionsprozess vereinfacht.

Array-Analyse

XF ermöglicht eine tiefgreifende Analyse von Hochfrequenz-Array-Antennen und komplexen Geräten, die im Millimeterwellenbereich arbeiten. Durch die Nutzung des elektromagnetischen Prinzips der Überlagerung kann XF schnell Hunderte oder Tausende von Port-Phasen-Kombinationen bei der Bestimmung von Strahlzuständen für ein 5G-fähiges Gerätedesign analysieren. Durch die Kombination von stationären Simulationsergebnissen bestimmt XF effizient die Port-Phasen, die die Fernbereichsabdeckung in jeder Richtung maximieren. Darüber hinaus berechnet XF S-Parameter, Wirkungsgrade und das Fernfeld für jedes Element in einem Gerät und generiert eine CDF der EIRP-Darstellung, um eine Gesamtleistungskennzahl für ein oder mehrere Arrays in einem Gerät zu liefern.

Erfahren Sie mehr über die Funktionen von XF für die 5G-Array-Analyse...

Co-Simulation von Schaltkreisen

XF verbessert die Analyse von Chip-Komponenten und Anpassungsnetzwerken durch einen kombinierten Time-Domain Circuit Solver und Full Wave Electromagnetic Solver. Importieren Sie den Schaltplan für eine gewünschte Komponente über eine Netzlistendatei, einschließlich SPICE-Elementen wie Widerständen, Kondensatoren, Induktoren, gekoppelten Induktoren und Teilschaltungen.

Netzlistenkomponenten können auch als in eine Einspeisung eingebettete Anpassungsschaltung zugewiesen werden, was den Entwurf von Anpassungsnetzwerken weiter vereinfacht. Anpassungsnetzwerke mit zwei, drei und vier Anschlüssen können als SPICE-Modell definiert und in eine Spannungsquelle in XF eingebunden werden. Dies erspart dem Anwender die Definition jedes Elements im Anpassungsnetzwerk als einzelne Schaltungskomponente.

Erfahren Sie mehr über XF's Circuit Co-Simulation...

Wrap für flexible Schaltungen

Wrapping ist für die Simulation flexibler Leiterplatten unerlässlich, da führende Layout-Tools ein flaches Design erzeugen. Ohne effiziente Simulationssoftware ist das manuelle Hinzufügen mehrerer Biegungen ein mühsamer und langsamer Prozess. Um das physikalische Modell nachzubilden, unterstützt die Wrapping-Funktion von XF beim Import vollständige, mehrlagige flexible Leiterplatten, so dass die Notwendigkeit entfällt, einzelne Lagen und Bauteile manuell zu wickeln. Wählen Sie einfach die Leiterplattendatei aus dem Importmenü aus, geben Sie die Form an, und lassen Sie XF die Leiterplatte automatisch umwickeln.

Erfahren Sie mehr über die Wrap-Funktion von XF...

Automatisierte Konfigurationen

In der Iterationsphase des Entwurfs müssen viele Konfigurationen getestet werden - dies ist für eine gründliche Antennenanalyse erforderlich -, aber die manuelle Einrichtung jeder Konfiguration kann ein sich wiederholender und zeitraubender Prozess sein. Eine erfolgreiche Produktionsumgebung erfordert Automatisierung und einen angepassten Arbeitsablauf, um die Effizienz zu erhalten.

Die Projekteinrichtung kann automatisiert werden und die folgenden Optionen umfassen:

Hände, Kopf und andere Teile in das Netz einbeziehen/ausschließen
Simulationen für Haupt-, Diversity-, GPS- und Bluetooth-Antennen erstellen
Einstellen des Frequenzbereichs für verschiedene Antennen, einschließlich der Wellenform
Aktivieren von Ausgabeanforderungen und Einstellen von DFT-Frequenzen

Die Automatisierung gilt auch für den Datenexport. XF kann Daten - S-Parameter, Impedanz, Abstrahlung und Systemeffizienz - aus mehreren Simulationen konsolidieren und in eine Tabellenkalkulation exportieren.

Antennenvielfalt

Ein mobiles Gerät ist nur so gut wie seine drahtlose Verbindung, daher ist es notwendig, die Antennendiversität innerhalb der EM-Simulation zu quantifizieren. XF berücksichtigt die Feldpolarisation und -richtung bei der Berechnung der komplexen Korrelation und des mittleren effektiven Gewinns. Dadurch können XF-Benutzer die Qualität und Zuverlässigkeit des Antennensystems eines Geräts bewerten und dann die Leistung des Designs verbessern, um die stärkste drahtlose Verbindung in Mehrwegsituationen zu erfassen.

Spezifische Absorptionsrate (SAR)

Die Einhaltung der FCC-Normen ist eine Voraussetzung für die Entwicklung mobiler Geräte und erfordert eine zuverlässige EM-Simulationssoftware. Zusätzlich zum Einzelantennenbetrieb kann XF die SAR-Ergebnisse kombinieren, wenn mehrere Antennen im selben Frequenzband betrieben werden, um die gesamten 1g- und 10g-SAR-Werte zu erhalten. Dies ermöglicht es den Ingenieuren, die Leistungspegel unter dem vorgegebenen Grenzwert zu halten und sicherzustellen, dass ein Gerät innerhalb der Vorschriften funktioniert.

Optimierung von Vollwellen-Anpassungsschaltungen (FW-MCO)

Die Festlegung des Layouts ist nur ein Teil des Entwurfsprozesses der Anpassungsschaltung. Die Komponentenwerte müssen unter Berücksichtigung der tatsächlichen Antenneneigenschaften ausgewählt werden, um sicherzustellen, dass das Design ein Signal akzeptiert. Moderne Anpassungsschaltungen umfassen traditionelle RLC- und abstimmbare Komponenten, was eine besondere Herausforderung bei der Auswahl einer bestimmten Komponente für ein Anpassungsnetzwerk darstellt.

Die FW-MCO-Methode nimmt dem Anwender das Rätselraten bei der Auswahl der Komponentenwerte ab, indem sie die Eigenschaften der Antenne beurteilt und Tausende von möglichen Komponentenkombinationen auswertet. Es wählt die optimalen Werte auf der Grundlage der vom Benutzer definierten Ziele und Schwellenwerte aus und erzeugt ein effizientes Anpassungsnetzwerk. FW-MCO nutzt die Funktion Circuit Element Optimizer von XF.

Leistung in Innenräumen

Die Fähigkeiten von XF sind der Grundstein für einen umfassenden Antennenentwurfsprozess, der mit der Modellierung von Innenräumen fortgesetzt wird. Wireless InSite unterstützt die Strahlungsmuster von XF als Eingabe und bietet volle Kontrolle über die Definition einer drahtlosen Umgebung. Die Möglichkeit, Dateien zu importieren, Objekte zu erstellen und einen Grundriss zu bearbeiten, gewährleistet eine realistische Simulation, und die standortspezifische Platzierung des Senders hilft bei der Bewertung der Empfangsleistung des Geräts.

Erfahren Sie mehr über MIMO und Array Design für 5G...

Webinare

Überblick über den Schaltplaneditor von XFdtd und die Optimierung für den Entwurf von Anpassungsnetzwerken

In diesem Webinar wird die gesamte Bandbreite der Funktionen vorgestellt, die den Nutzern zur Verfügung stehen, wobei der Schwerpunkt auf den jüngsten Aktualisierungen liegt, die die Optimierung von Komponentenwerten, Impedanz- und Apertur-Tunern mit Tune-Codes sowie die Ergebnisse der Systemeffizienz umfassen.
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Webinare

XFdtd's Transient EM/Circuit Co-Simulation für TVS-Dioden ESD-Schutz

In diesem Webinar erfahren Sie, wie die transiente EM-/Schaltungs-Cosimulation von XFdtd ESD-Schwachstellen in einem früheren Stadium des Designprozesses effektiv behebt und zukünftige Zertifizierungsrückschläge verhindert.
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Webinare

Fortschritte bei der Entwicklung von Millimeterwellen-Antennen

Dieses Webinar demonstriert die Singularitätskorrektur von XF, die stark schwankende Felder an den Rändern guter Leiterbahnen präzise erfasst, sowie das Verfahren zum Importieren von Bauteilen und Dokumentenebenen einer Leiterplatte.
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Anwendungsbeispiele

XFdtd Simulation von elektrischen Feldern zwischen zwei Kopfhörern

Elektrische Felder zwischen zwei Kopfhörern wandern um/durch den menschlichen Kopf. Vier Szenarien werden in XFdtd simuliert.
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Anwendungsbeispiele

XFdtd-Analyse eines Ku-Band-Satellitenantennen-Arrays für mobile Geräte

In diesem Beispiel wird eine kompakte Ku-Band-Antennengruppe für den Einsatz in mobilen Geräten demonstriert. Die Antenne ist für den 12,5-GHz-Betrieb abgestimmt und enthält ein 4x4-Array von Elementen, die jeweils aus einem Satz von Patch-Antennen bestehen, die so ausgerichtet und phasengesteuert sind, dass sie ein zirkular polarisiertes Fernfeldmuster erzeugen. Die Antennengruppe hat einen Spitzengewinn von über 20,7 dBi mit Nebenkeulen von weniger als 8 dBi und einer 3-dB-Strahlbreite von etwa 15 Grad.
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Anwendungsbeispiele

Validierungsdaten für gedruckte PIFA-Antennen in Simulationen

In diesem Beispiel wird eine einfache PIFA-Antenne simuliert und die Rückflussdämpfung anhand gemessener Daten validiert.
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Videos

Ein Überblick über den Schaltplan-Editor von XFdtd für Anpassungsnetzwerke

Diese Präsentation befasst sich mit den Möglichkeiten von XFdtd für Anpassungsnetzwerke, einschließlich des Schaltplaneditors und des Frequency Domain Circuit Solvers.
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Simulationssoftware und der Bedarf an einem Schaltplaneditor

In dieser Aufzeichnung vom Remcom-Stand auf dem Internationalen Mikrowellensymposium erläutert Justin Newton die Funktionsweise des Schaltplaneditors und seine Vorteile für das Design komplexer Antennen.
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Videos

Demonstration der Optimierung von Vollwellen-Anpassungsschaltungen in XFdtd

Dieses Video zeigt eine Demonstration der Optimierung von Vollwellen-Antennenanpassungsschaltungen mit dem Circuit Element Optimizer (CEO) von XFdtd. Der Entwurfsablauf der Antennenanpassungsschaltung wird besprochen, einschließlich C
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Veröffentlichungen

Co-Simulation von transienten EM/Schaltungen in XFdtd: Ein genauerer Blick auf TVS-Dioden für den ESD-Schutz

In diesem Beitrag wird die transiente EM/Schaltungs-Cosimulation von XFdtd vorgestellt, die die Stärken der elektromagnetischen 3D-Vollwellensimulation mit der Flexibilität von Schaltungssolvern kombiniert.
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Veröffentlichungen

XFdtd analysiert komplexe Strahlführung mit Antennenarray-Simulation

In diesem Artikel aus der Juli-Ausgabe 2020 des Microwave Journal zeigen wir, wie die Überlagerungs- und Array-Optimierungsfunktionen von XF den Prozess zum Verständnis der Geräteleistung vereinfachen, indem sie effiziente Möglichkeiten zur Validierung der Array-Abdeckung bieten.
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Veröffentlichungen

EM-Simulation für 5G-Design E-Book

Laden Sie Beispiele herunter, die zeigen, wie EM-Simulationssoftware Herausforderungen im Zusammenhang mit 5G und MIMO löst. Beispiele sind MIMO und Array-Design, 5G Urban Small Cells, mmWave und Beamforming.
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