天線布局
關(guān)注創(chuàng)建者：ALTAIR 創(chuàng)建時(shí)間：2020-05-07
天線布局的視頻教程
天線布局仿真（Altair HyperMesh? + Altair Feko?）
天線布局對(duì)網(wǎng)格的要求與算法選擇 2.應(yīng)用HyperMesh幾何清理技巧處理復(fù)雜幾何模型 3.HyperMesh的網(wǎng)格剖分技巧 4.HyperMesh的網(wǎng)格質(zhì)量檢查 5.Feko天線布局仿真流程與案例分享
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如何選擇FEKO求解器進(jìn)行車載天線布局和系統(tǒng)電磁兼容仿真
如何選擇FEKO求解器進(jìn)行車載天線布局和系統(tǒng)電磁兼容仿真。 本視頻整理自Altair-China視頻課程，為免費(fèi)視頻。 整理出來旨在純粹分享hyperworks知識(shí)給廣大同行，完全不為個(gè)人利益。 若有侵犯相關(guān)合法權(quán)益請(qǐng)告知，即刻根據(jù)規(guī)范刪除。
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面向航空航天與國防工業(yè)的電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)網(wǎng)絡(luò)研討會(huì)系列
面向人群： 來自國防工業(yè)、電子、航空航天和船舶（OEM及其供應(yīng)商）的工程經(jīng)理、EMC工程師、天線工程師和設(shè)計(jì)師、射頻工程師和無線電現(xiàn)場(chǎng)工程師等。 一. Altair國防及航空裝備天線及天線布局仿真技術(shù)網(wǎng)絡(luò)研討會(huì) 內(nèi)容大綱： 1. Altair公司及電磁工具應(yīng)用方向 2. 天線設(shè)計(jì)與分析 1）Demo：器件庫I 2）特征模分析 3）基于機(jī)器學(xué)習(xí)的優(yōu)化流程 3.
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天線布局的實(shí)例教程
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典型場(chǎng)景下的仿真詳解
天線布局（Antenna Placement）
將天線裝載到一定的應(yīng)用環(huán)境（或場(chǎng)景）中，分析載體或環(huán)境因素對(duì)天線性能指標(biāo)的影響，驗(yàn)證天線設(shè)計(jì)指標(biāo)是否真正滿足實(shí)際需要；并根據(jù)仿真或測(cè)試結(jié)果，調(diào)整天線的安裝位置，尋求最佳天線性能的布局方案，稱之為天線布局和優(yōu)化設(shè)計(jì)，如機(jī)載天線布局、車載天線布局、星載天線布局等。
天線布局分析，關(guān)注的仍是天線本身。遇到這類問題，我們首先要考慮的，不是天線的載體或環(huán)境有多復(fù)雜，多徑效應(yīng)多難分析，仿真規(guī)模有多大等；而是我們?cè)O(shè)計(jì)的天線，究竟屬于哪種類型，電尺寸大小如何，敏感度如何，是否容易受到環(huán)境干擾。
這里就有必要說到“電小天線”的定義。所謂電小天線，主要指天線的最大幾何尺寸遠(yuǎn)小于工作波長(zhǎng)的天線。一般來說，天線的最大幾何尺寸若小于工作波長(zhǎng)的1/10或1/(2π)，則歸入電小天線范疇。
展開 摘要
天線設(shè)計(jì)通常是獨(dú)立在理想條件下完成的，當(dāng)天線安裝到真實(shí)平臺(tái)上時(shí)，天線性能可能會(huì)改變，嚴(yán)重時(shí)可影響整個(gè)射頻系統(tǒng)工作性能。所以我們希望能在設(shè)計(jì)早期知道天線安裝后的性能表現(xiàn)。
Ansys HFSS是天線設(shè)計(jì)利器，已具備FEM、IE、PO及混合算法，其中FEM和IE算法非常適合于中小尺寸問題，PO方法對(duì)問題復(fù)雜度有限制。現(xiàn)在HFSS集成了SBR+算法，它可以在保證速度和精度的前提下，求解電尺寸非常大的問題。SBR+算法是用于天線安裝性能預(yù)估的最好的射線追蹤分析工具，它聚焦電大問題，可計(jì)算輸出天線安裝后輻射方向圖、天線與天線間耦合、近遠(yuǎn)場(chǎng)分布等。
圖1 天線布局仿真應(yīng)用
下面以汽車后視鏡天線為例，來看看如何利用Ansys HFSS SBR+算法進(jìn)行整車天線布局與輻射近場(chǎng)仿真評(píng)估。
展開 下面將以車載天線為仿真案例，綜述HFSS在汽車領(lǐng)域的仿真方案、技術(shù)優(yōu)勢(shì)以及商業(yè)價(jià)值。
仿真方案綜述
Ansys HFSS 中的FEM-IE-PO-SBR混合算法，F(xiàn)lex Meshing、Assembly Mesh、3D Components、SCDM等新技術(shù)，應(yīng)用于車載天線布局與優(yōu)化仿真，可實(shí)現(xiàn)天線與汽車載體的快速網(wǎng)格劃分與網(wǎng)格復(fù)用；輔助高性能并行計(jì)算HPC+DDM+GPU等，可實(shí)現(xiàn)汽車載線布局的快速建模與高效仿真，甚至超大規(guī)模的場(chǎng)景仿真等，大大提高工程師的工作效率。
從天線的工作原理來講，汽車載體一般位于天線的近場(chǎng)區(qū)域，天線與汽車載體之間的耦合效應(yīng)，會(huì)進(jìn)一步影響到天線的方向圖、端口匹配、瞄準(zhǔn)誤差等性能，尤其是對(duì)于電小天線來說，天線安置于載體的變化更為明顯。天線+汽車的一體化仿真，是天線布局問題分析中，必不可少的最有效的解決方案。
技術(shù)優(yōu)勢(shì)
1. 天線與汽車的一體化仿真，包含天線庫ADK；
2. 完備的混合算法，應(yīng)對(duì)各種電大尺寸布局問題；
3. 三維模型庫技術(shù)，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)格的快速劃分與復(fù)用；
4. 專業(yè)的模型修復(fù)與簡(jiǎn)化，一鍵修復(fù)各種模型問題；
5. 靈活的邊界條件等效建模，有效降低模型復(fù)雜度；
6. 域分解高效并行技術(shù)，獲取精度與速度的均衡；
7. 分布式求解，支持多頻率與多參數(shù)的并行掃描；
8. 第一家支持GPU加速的頻域軟件，提升加速性能；
9.
展開 典型的挑戰(zhàn)包括但不限于：
電大尺寸和多尺度EM問題，例如大平臺(tái)上的天線布局；
多物理場(chǎng)問題，如復(fù)合材料的電-熱-機(jī)械分析。
作為測(cè)量的補(bǔ)充，仿真在產(chǎn)品開發(fā)中發(fā)揮著越來越重要的作用。在研究所，從預(yù)研到設(shè)計(jì)優(yōu)化和最終驗(yàn)證，每個(gè)方面都采用仿真。在解決上述電大輻射問題時(shí)，除了開發(fā)內(nèi)部仿真工具外，該研究所還使用像 Feko 這樣的軟件。
例如在涉及電大平臺(tái)的項(xiàng)目中，需要有效的建模工具來識(shí)別最佳天線位置并最小化各種天線之間的干擾。基本上有兩個(gè)挑戰(zhàn)：
專有天線的幾何模型很難從供應(yīng)商處獲得，因此必須開發(fā)替代模型[1-4]，以在平臺(tái)上的天線布局模擬中表示它；
平臺(tái)上的天線問題既是電大尺寸又是多尺度問題，僅用全波法已無法實(shí)際解決。全波和高頻漸近方法的混合方法是仿真這種情況的理想選擇。
Scientist II, IHPC, A*STAR
Si-Ping Gao
仿真在產(chǎn)品研發(fā)中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。
展開 ▲ 3T4R 基礎(chǔ)布局
如圖所示，對(duì)于3TX4RX的情況，給出了兩種基礎(chǔ)布局。先看右邊的布局，這是狠心拋棄俯仰，全部押注方位的下場(chǎng)，并且，天線布局中天線間隔為二分之一波長(zhǎng)，也不用擔(dān)心模糊問題。可以說，這是最普遍的，最經(jīng)典也是最基礎(chǔ)的3TX4RX布局。
左邊的圖是引入了俯仰，也即是將其中一根發(fā)射天線用于俯仰，使得方位角性能瞬間打回2TX4RX狀態(tài)，俯仰獲得了兩個(gè)陣元，能夠進(jìn)行Monopulse 俯仰估計(jì)，坦率講，這兩個(gè)陣元也是捉襟見肘，不過有總比沒有好啊。
這兩種經(jīng)典布局目前是最普遍的，用的也是最多的，而且性能是比較穩(wěn)定的，算法上的要求也不高，但是如前所述，這是基礎(chǔ)布局，還有提升空間，比如在收發(fā)陣列數(shù)目不變的條件下，進(jìn)一步提高陣列孔徑，獲得更高的方位及俯仰估計(jì)性能。
你是不是經(jīng)常看到Continental, BOSCH，Hella等等大廠的雷達(dá)有各種3TX4RX的奇怪布局，那些唬人的布局都是在2條假設(shè)下，更好的貫徹那3條設(shè)計(jì)原則。下面跟隨我的腳步看看大廠又有哪些騷操作。
需要指出哈，以下評(píng)述的所有策略及方法僅供學(xué)習(xí)參考，并不代表大廠的最終實(shí)際產(chǎn)品算法部署。
Hella SRR
這是Hella最新的SRR，77GHz，NXP的前端，不過Hella配置為2TX4RX，布局很有意思，物理布局以及虛擬陣列布局示意圖如下，
▲ Hella SRR Antenna Layout
右下角是等效天線布局，其中“x”位置為陣元缺失位置，乍一看有點(diǎn)摸不著頭腦，這都是啥？稀疏陣列？稀疏面陣？
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天線布局的相關(guān)專題、標(biāo)簽、搜索
天線布局的最新內(nèi)容
復(fù)雜場(chǎng)景仿真能力
Feko在處理大型電磁問題方面表現(xiàn)卓越，特別是針對(duì)天線布局、雷達(dá)散射截面（RCS）分析和電磁兼容性（EMC）測(cè)試等復(fù)雜應(yīng)用。其獨(dú)特的混合求解技術(shù)可以高效仿真安裝在飛機(jī)、船舶或汽車上的天線性能，幫助工程師在實(shí)際部署前發(fā)現(xiàn)并解決潛在的電磁干擾問題。
3.
一期一會(huì) | 什么是柔性PCB？4個(gè)月前
Ansys HFSS?：高頻電磁仿真的黃金標(biāo)準(zhǔn)，工程師使用HFSS軟件開發(fā)基于柔性PCB的具有成本效益、高性能的電路布局和天線。
Ansys SIwave?：SIwave軟件專門用于PCB電磁仿真，為用戶提供了快速而強(qiáng)大的幾何結(jié)構(gòu)導(dǎo)入和信號(hào)完整性（SI）、電源完整性（PI）、電磁干擾（EMI）、阻抗和串?dāng)_建模方法。
HFSS在陣列天線仿真中持續(xù)升級(jí)，借助3D Component功能組陣，實(shí)現(xiàn)陣列天線布局快速評(píng)估；并且新增多陣列組陣、陣列蒙版導(dǎo)入等新功能，輕松定義超大陣列，并且配合算法庫更新，大幅適配復(fù)雜場(chǎng)景仿真需求。
中國汽研通過將 EMC 性能評(píng)估融入整車開發(fā)早期節(jié)點(diǎn)，配合仿真預(yù)測(cè)優(yōu)化整車電子系統(tǒng)與天線布局，有效降低 EMC 風(fēng)險(xiǎn)，提高開發(fā)效率，助力正向開發(fā)走深走實(shí)。
Altair 工具如何助力 EMC 仿真？
隨著智能網(wǎng)聯(lián)技術(shù)的快速發(fā)展，整車電磁兼容、天線布局、車載通信、雷達(dá)感知等工程挑戰(zhàn)日益突出。工程師不再只是關(guān)注單一器件或單一頻段，而需要在從 DC 到太赫茲的頻譜范圍內(nèi)，實(shí)現(xiàn)從芯片、PCB 到整車系統(tǒng)和真實(shí)場(chǎng)景的高效建模與性能評(píng)估。
電磁仿真如何從“點(diǎn)”的分析，走向“全場(chǎng)景、全頻域”的支撐？
隨著智能網(wǎng)聯(lián)技術(shù)的快速發(fā)展，整車電磁兼容、天線布局、車載通信、雷達(dá)感知等工程挑戰(zhàn)日益突出。工程師不再只是關(guān)注單一器件或單一頻段，而需要在從 DC 到太赫茲的頻譜范圍內(nèi)，實(shí)現(xiàn)從芯片、PCB 到整車系統(tǒng)和真實(shí)場(chǎng)景的高效建模與性能評(píng)估。
電磁仿真如何從“點(diǎn)”的分析，走向“全場(chǎng)景、全頻域”的支撐？
工采網(wǎng)代理的電容式觸摸芯片 - GTX312L搭載獨(dú)有的GreenTouch3LP?引擎算法，集成模擬補(bǔ)償電路和嵌入式數(shù)字噪聲濾波器，可抵御特斯拉線圈（小黑盒）等強(qiáng)電磁干擾，并通過EMC測(cè)試（ESD 8KV）即使在天線或地線密集布局的復(fù)雜場(chǎng)景下，也能確保觸摸響應(yīng)精準(zhǔn)無誤；相比之下，TSM12在復(fù)雜電磁環(huán)境下易出現(xiàn)誤觸或識(shí)別失敗問題，穩(wěn)定性較弱。
</p><p><br></p><p>還有天線布局的應(yīng)用，比如所展示的A380這種大型的固定翼飛機(jī)和這種小型旋翼無人機(jī)的應(yīng)用，主要仿真內(nèi)容包括天線布局、天線耦合、干擾分析和場(chǎng)強(qiáng)分布。
擁有六年電磁仿真從業(yè)經(jīng)驗(yàn)，擅長(zhǎng)電磁兼容、電磁環(huán)境效應(yīng)、天線及天線布局、RCS等電磁仿真應(yīng)用，參與過國內(nèi)多個(gè)<strong>電磁兼容、電磁環(huán)境效應(yīng)、天線和天線布局</strong>等電磁仿真設(shè)計(jì)項(xiàng)目。具有豐富的培訓(xùn)經(jīng)驗(yàn)，服務(wù)客戶包括華為、榮耀、OPPO、VIVO、中船重工多個(gè)研究院所，中航工業(yè)多個(gè)研究院所等等。
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