干貨!如何用Ansys HFSS搞定5G陣列天線設計(二)

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第3步:使用域分解方法設計有限大天線陣列

設計天線陣列需要的不是理想化模型,因此,下一步是構建真實仿真,以便更好地理解各天線單元相互作用以及與陣列邊緣相互作用的方式。

干貨!如何用Ansys HFSS搞定5G陣列天線設計(二)的圖2

先該仿真方法采用域分解(DDM)方法完成。域分解方法將復制單個單元的網格并將其應用于第二步定義中的幾何結構。每個網格的邊界與相鄰網格重疊縫合,以評估臨近陣列單元的耦合情況。

采用高性能計算平臺和域分解方法,能將每個天線單元網格的計算負荷分配后采用多個處理器內核來并行求解,以此加快求解速度。

網格一旦創建,Ansys HFSS便可用于評估和優化天線增益、回波損耗、旁瓣電平和波束控制,精度比第2步中的方法更具優勢。

第4步:計算有限大天線陣列的波束角

如果信號的傳輸方向無法控制,5G天線將毫無意義。這里,可使用HFSS的“有限陣列波束角計算器”,根據信號頻率和掃描/相位角度計算讓波束指向特定方向所需的相移。這些角度將用于定位球坐標系內的陣列天線。

干貨!如何用Ansys HFSS搞定5G陣列天線設計(二)的圖3

該計算器可在第3步創建的網格的基礎上,確定陣列中的天線和波束具體掃描角度之間的關系。

第5步:設計天線陣列饋電網絡

下一步是設計陣列的饋電網絡。

干貨!如何用Ansys HFSS搞定5G陣列天線設計(二)的圖4

首先需要確定目標相位關系與幅度,然后在HFSS內設計和迭代饋電網絡,直至達標為止。

在迭代設計陣列的饋電電路時,可以預估每次迭代會給幅度和相位關系造成怎樣的影響。

完成每個陣列的布線并優化設置后,即可開始將其所有設計連接在一個完整的仿真工程中。

來源于:ANSYS官網

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