Entwurf einer mobilen Basisstation mit Antennensynthese

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In diesem Beispiel wird ein Makroskript aus der XTend-Bibliothek von XFdtd verwendet, um eine mobile Basisstation mit einem Array von Halbwellenlängendipolen zu entwerfen. Das Verfahren könnte der erste Schritt bei der Entwicklung einer neuen Basisstation sein, oder die Technik könnte verwendet werden, um ein kommerziell verfügbares Produkt und das daraus resultierende Fernzonenmuster, das für die Zellstandortanalyse innerhalb von Remcoms Wireless Insite verwendet wird, abzustimmen. Wie bei anderen designorientierten Angeboten in XTend ist dieses Skript mehr als nur eine Automatisierung des Designprozesses für das Array. Es richtet das gesamte Projekt ein - Materialien, Wellenformen, Einspeisungen, Gitter, Sensoren und sogar Parameter. Ein Benutzer kann in wenigen Sekunden bereit sein, seine Simulation auszuführen.

Nach der Installation von XTend steht der Mobile Base Station Designer im integrierten XF-Makro-Menü zusammen mit einer Reihe weiterer hilfreicher Erweiterungen von XF zur Verfügung, wie in Abbildung 1 dargestellt. Der Start des Skripts präsentiert dem Benutzer die angepasste GUI in Abbildung 2, die es dem Benutzer ermöglicht, geeignete Designkriterien festzulegen. Teile der Benutzeroberfläche werden dynamisch aktualisiert, wenn der Benutzer Änderungen vornimmt, um Vorschläge zur Anzahl der zu verwendenden Elemente zu unterbreiten, um zu warnen, wenn Ziele der Nebenkeulenunterdrückung mit den Steuerungszielen in Konflikt stehen, und um Feedback über das resultierende Design zu geben.

Abbildung 1

Menüeintrag zum Starten des Designers der mobilen Basisstation.

Abbildung 2

Benutzeroberfläche des Basisstations-Designers.

 

Für diese Demonstration wurden die Spezifikationen für eine handelsübliche Basisstationsantenne verwendet:

  • Mittenfrequenz: 893 MHz
  • Horizontale Strahlbreite: 65 Grad
  • Vertikale Strahlbreite: 15 Grad
  • Strahlneigung: 0 Grad
  • Nebenkeulenunterdrückung: 15 dB

Obwohl dieses Produkt nicht elektrisch steuerbar ist, geht das Beispiel davon aus, dass die neue Anordnung es sein wird. Der Dialog warnt davor, dass die Anzahl der Elemente nicht ausreicht, um die maximale elektrische Abwärtsneigung zu erreichen und gleichzeitig die Ziele der Nebenkeulenunterdrückung zu erreichen. Die Warnung wird zu diesem Zweck ignoriert. Wenn Sie auf OK drücken, wird das Skript aufgefordert, das Projekt zu generieren.

Das Skript verwendet die Fourier-Transformationstechnik zur Erzeugung des Arrays und eine modifizierte Taylor-Verteilung zur Steuerung der Nebenkeulen. Die resultierende Antennengeometrie mit ihren Einspeisungen und Materialien ist in Abbildung 3 zu sehen. Es werden eine Reihe von Parametern erzeugt, mit denen der Benutzer die Dipollängen, die elektrische Abwärtsneigung, den Abtastwinkel, die Bauteilamplituden und die Bauteilphasenregelung steuern kann. Fernzonensensoren werden automatisch hinzugefügt, um das horizontale und vertikale Muster zusätzlich zum vollständigen 3D-Muster zu erfassen. Das Skript fordert den Benutzer sogar auf, einen Projektnamen und einen Ort anzugeben, damit er seine Simulation sofort ausführen kann. Dieses Projekt benötigt ca. 150 MB RAM, und jeder Abwärtsneigungswinkel kann in ca. 45 - 60 Sekunden auf vier CPUs oder sechs bis sieben Sekunden mit XStream auf einem einzelnen C2070 abgeschlossen werden.

Abbildung 3

Abgeschlossene Geometrie der Basisstation.

 

Die Figuren 4 und 5 enthalten die von XF berechneten horizontalen und vertikalen Muster. Die Steuerung des Musters wird durch einen Sweep des automatisch parametrierten elektrischen Abwärtstrends demonstriert. Die vertikalen Muster für mehrere Winkel sind in Abbildung 6 dargestellt. Die vollständigen 3D-Muster für 0- und 15-Grad-Kippungen sind in Abbildung 7 dargestellt.

Abbildung 4

Fernzonenmuster in der horizontalen Ebene.

Abbildung 5

Fernzonenmuster in der vertikalen Ebene.

 

Abbildung 6

Vertikales Muster für elektrische Abwärtsneigung alle 3 Grad.

Abbildung 7

3D-Fernzonenmuster bei 0 und 15 Grad Gefälle.