5g - la technologie de communication sans fil de cinquième génération, en tant que sujet d'actualité mondial, est un fait incontestable. Comme l’ont dit de nombreux experts, cette technologie réduira les délais et accélérera le débit de communication des données, et entraînera une croissance explosive des appareils interconnectés.

La demande de bande passante plus importante du réseau 5G nécessite que le antenne Le réseau doit être entièrement repensé. De l'unité au réseau, en passant par le réseau d'alimentation, la vérification complète du modèle et l'évaluation du scénario d'application, une simulation fine parfaite et une conception optimisée sont nécessaires.Forum de simulation micro-ondes

Grâce à ANSYS HFSS, la conception et la vérification complète de la 5g antenne Le réseau peut être facilement réalisé en seulement 8 étapes. De plus, HFSS peut aider les ingénieurs à optimiser diverses antenne indicateurs de performance, tels que :

Gain - la direction de rayonnement du signal la plus forte.

Contrôle du faisceau -Il peut contrôler le rayonnement du signal dans une certaine direction.

Perte de retour - énergie de retour réfléchie par le antenne

Niveau du lobe latéral - direction de rayonnement du signal indésirable.

Après le processus de conception, le tableau obtenu antenne a un gain de focalisation plus élevé, une perte de retour et un niveau de lobe secondaire plus faibles, et la direction peut être contrôlée.

Étape 1 :Trouvez le modèle d'unité d'antenne via le kit d'antenne ANSYS HFSS (ATK)

La première étape de la 5G antenne la conception d'un tableau consiste à trouver le tableau approprié antenne modèle d'unité via HFSS antenne boîte à outils (ATK). La antenne l'unité définira une partie identique qui sera finalement utilisée pour se répliquer dans une série de antennes (antenne déployer).

Sélectionnez d'abord un antenne type de la bibliothèque de la antenne boîte à outils (ATK), puis entrez la fréquence de fonctionnement et antenne propriétés du substrat.

Après quelques secondes, le antenne La boîte à outils (ATK) générera la géométrie initiale de la antenne unité. HFSS peut également calculer le gain et la perte de rendement de antenne éléments.

Le antenne unité, les ingénieurs peuvent la remplacer par un réseau périodique. La substitution de cellules dans une série de modèles de réplication contribue à améliorer le gain.

Dans la première étape, le antenne l'unité est auto-évaluée. Ce processus peut maintenant être répété en utilisant des éléments périodiques d'un infini antenne Tableau.

Il est facile de comprendre que la distance des autres antenneLes caractéristiques du réseau affecteront les caractéristiques de gain, de perte de retour, de retour des lobes secondaires et de contrôle du faisceau. Bien entendu, ces caractéristiques peuvent également être optimisées en ajustant les antenne orientation.

Après avoir sélectionné la meilleure orientation du tableau, le tableau infini peut être transformé en un tableau fini idéalisé en définissant le facteur de tableau.

Dans cet exemple, un carré de 16x16 antenne le tableau est simulé.

La conception de antenne Le tableau n'a pas besoin d'un modèle idéalisé. Par conséquent, l'étape suivante consiste à construire une simulation réelle afin de mieux comprendre l'interaction entre chaque antenne élément et le bord du tableau.

La méthode de simulation est complétée par la décomposition de domaine (DDM). La méthode de décomposition de domaine copie le maillage d'une seule cellule et l'applique à la géométrie définie dans la deuxième étape. La limite de chaque maillage se chevauche et se coud avec les maillages adjacents pour évaluer le couplage des éléments de réseau adjacents.

Grâce à une plate-forme informatique haute performance et à une méthode de décomposition de domaine, la charge de calcul de chaque grille d'éléments d'antenne peut être distribuée et résolue en parallèle par plusieurs cœurs de processeur, de manière à accélérer la vitesse de résolution.

Une fois la grille créée, ANSYS HFSS peut être utilisé pour évaluer et optimiser antenne gain, perte de retour, niveau des lobes secondaires et contrôle du faisceau. La précision est meilleure que celle de la méthode de l'étape 2.

Si la direction de transmission du signal ne peut pas être contrôlée, 5g antenne n'aura aucun sens. Ici, le « calculateur d'angle de faisceau à réseau fini » de HFSS peut être utilisé pour calculer le déphasage requis pour orienter le faisceau dans une direction spécifique en fonction de la fréquence du signal et de l'angle de balayage/phase. Ces angles seront utilisés pour localiser le réseau antenne dans le système de coordonnées sphériques.

Le calculateur peut s'appuyer sur la grille créée à l'étape 3,Déterminez la relation entre l’antenne du réseau et l’angle de balayage spécifique du faisceau.

L'étape suivante consiste à concevoir le réseau d'alimentation de la baie.

Tout d’abord, il est nécessaire de déterminer la relation de phase et l’amplitude cibles, puis de concevoir et d’itérer le réseau d’alimentation dans HFSS jusqu’à ce qu’il réponde à la norme.

Lors de la conception itérative du circuit d'alimentation du réseau, nous pouvons prédire comment chaque itération affectera la relation d'amplitude et de phase.

Après avoir terminé le câblage et optimisé les paramètres de chaque baie, vous pouvez commencer à connecter toutes ses conceptions dans un projet de simulation complet.

Le modèle d'éléments finis créé à l'étape 3 peut maintenant être acheminé en fonction du calcul de l'angle de faisceau à l'étape 4 et du réseau d'alimentation à l'étape 5.

De plus, un déphaseur peut être ajouté pour contrôler le signal. Le déphaseur peut être sélectionné dans la bibliothèque de composants en fonction de l'angle de phase calculé à l'étape 4.

Ensuite, une analyse de réseau linéaire (LNA) peut être effectuée pour évaluer l'indice de perte de retour pour ce projet de simulation presque terminé.

Vous devez maintenant transférer les résultats d’excitation du LNA vers HFSS. En d’autres termes, la perte de désadaptation du réseau d’alimentation est transmise au HFSS sous la forme de valeurs d’amplitude et de phase, puis les résultats sont dessinés sous forme de diagramme de gain du système.

Le gain peut refléter plus précisément les performances de rayonnement du antenne dans tous les sens.

La dernière étape consiste à évaluer ses performances de conception dans le antenne environnement de service [yx1].

Ce processus implique des scènes et des plates-formes électriquement grandes, et la technologie de traçage de rayons (SBR) de HFSS peut être utilisée pour la recherche au niveau du système. Cette étude peut calculer la capacité du antenne pour transmettre et recevoir des signaux dans des environnements à grande échelle, tels que les zones urbaines.