波束掃描的案例
HFSS仿真寶典 | 陣列天線的波束掃描
“
天線的波束掃描分為機械掃描和電掃描，后者相比于前者在掃描速度、波束數量、波束形狀等方面具有明顯優勢，控制上更為靈活。本文介紹兩種在HFSS中進行電波束掃描的仿真方法。
”
關鍵詞：陣列天線，電波束掃描
01
陣列天線的波束掃描
陣列天線是一種由多個天線單元組成的集成系統，通過波束掃描技術，改變天線單元間的相對相位和幅度，從而實現對波束的方向和形狀的控制。在雷達、通信和導航等領域，可以實現更高的信號質量和更好的目標跟蹤效果。
在波束掃描中，陣列天線的每個天線單元可以被視為一個發射機或接收機，并且可以通過改變它們之間的相位差和振幅來實現對發射波束的控制。波束掃描技術可以根據需要對天線單元進行編程，從而實現不同的波束方向和形狀。
展開 HFSS仿真寶典 | 陣列天線的波束掃描
“
天線的波束掃描分為機械掃描和電掃描，后者相比于前者在掃描速度、波束數量、波束形狀等方面具有明顯優勢，控制上更為靈活。本文介紹兩種在HFSS中進行電波束掃描的仿真方法。
”
關鍵詞：陣列天線，電波束掃描
01
陣列天線的波束掃描
陣列天線是一種由多個天線單元組成的集成系統，通過波束掃描技術，改變天線單元間的相對相位和幅度，從而實現對波束的方向和形狀的控制。在雷達、通信和導航等領域，可以實現更高的信號質量和更好的目標跟蹤效果。
在波束掃描中，陣列天線的每個天線單元可以被視為一個發射機或接收機，并且可以通過改變它們之間的相位差和振幅來實現對發射波束的控制。波束掃描技術可以根據需要對天線單元進行編程，從而實現不同的波束方向和形狀。
展開 自適應微帶相控陣天線建模模塊
總結
本文介紹了一種微帶相控陣天線自適應建模方法，其依據天線口徑/貼片與饋線的結構參數/波束掃描角范圍，可實現微帶相控陣天線的自適應建模，相較于原模塊，建模效率更高，操作更加便捷。
關注公眾號“電磁CAEer”了解更多有關FEKO/HFSS/CST使用技巧。
基于cst的ku波段陣列天線設計
圖2 天線設計模型
圖3天線S11
圖4 天線3D增益圖
圖5 E面與H面方向圖
圖4和圖5可以知道，線陣的增益在17dBi，副瓣控制在20dB以下，然后將此陣列組合成面陣，如下圖
圖6 平面陣
圖7 波束掃描
根據圖6和圖7可以看到，平面陣列增益約25dBi，在掃描的情況下，-50到50deg范圍內，均可以保持低旁瓣，增益下降在2dB左右，隨著掃描角度的增加，3bB波束寬度有所增加。
總結
本文設計了一款工作在Ku波段的低旁瓣陣列天線，首先設計低旁瓣的線陣，進而組合成面陣，面陣在15.5GHz增益達到25dbi，在50度范圍內，波束實現掃描，并且保持低的旁瓣效果。
最后，有相關需求歡迎通過公眾號“320科技工作室”與我們聯絡
展開 
基于CST相控陣天線快速設計方法
有源s11如下
副瓣電平-29.8dB，3db波束寬度為4.8deg。
三.實現波束掃描
接下來進行30度掃描只需在參數指定最大方向theta為30deg即可
上圖可知最大方向為30deg 。
CST相對于HFSS軟件來說，占用內存相對較小，上圖是整個模擬情況的日志，仿真總的占用內存約3.2G，網格數量為8864208，仿真總的耗時為1小時6分5秒，使用的是i5的5代4核筆記本。
最后,有需要歡迎通過公眾號聯系我們:
320科技工作室
網址: http://www.320technology.cn/
一期一會 | 什么是相控陣列天線？
當波束方向在輻射方向圖上移動時，這被稱為波束掃描。更復雜的相控陣列天線，能夠以略微不同的頻率在不同方向控制多個波束。
旁瓣
旁瓣是輻射方向圖中除主波束之外的任意局部最大值。它們會消耗能量，并且造成干擾。陣列設計旨在最大限度地減小旁瓣的幅度。
相控陣列天線的類型
相控陣列天線有多種形式。業界專家會根據所用的拓撲和波束成形技術，對不同類型的相控陣列天線進行分類。
相控陣列拓撲
一種區分相控陣列系統類型的方法是，根據天線單元的相對位置對其進行分類。大多數系統都屬于下列其中一種拓撲類型：
線（1D）陣列：天線單元沿水平線排列，以更改波束的方位角；或沿垂直線排列，以控制俯仰角。
平面（2D）陣列：天線單元排列在平面（平面結構）上，可以控制俯仰角和方位角，以覆蓋天線上方的整個空間。
3D陣列：天線單元呈立體排列，能夠在任何方向上控制一個或多個波束。
波束成形器的類型
無源電子掃描陣列（PESA）：無源相控陣列，是整個陣列只有一個收發器的天線。這是最常見的相控陣列配置類型。
有源電子掃描陣列（AESA）：在有源相控陣列天線中，每個天線單元或單元子集都有一個模擬收發器模塊，用于在每個單元中產生相移。這種更先進的方法通常用于軍事應用。
數字波束成形（DBF）相控陣列：DBF陣列天線使用數字收發器模塊來改變每個天線單元中的相位和振幅。它還可以產生多個波束，并使用FPGA芯片或陣列計算機，以數字方式形成天線輻射模式。此外，數字波束成形陣列還可以在輻射方向上形成零點（null），用于故意最大限度地降低接收靈敏度，減少已知方向上的相互干擾。
混合波束成形相控陣列：AESA和DBF方法可以結合使用，以形成混合波束成形相控陣列。這種方法包括子陣列。每個子陣列都使用一個模擬收發器，而且子陣列中的每個單元都有自己的數字收發器。
展開 FEKO在RFID天線仿真中的應用
天線設計方面又涉及到以下問題，例如標簽天線匹配技術，針對不同應用對象的RFID標簽天線結構優化技術，多標簽天線優化分布技術，片上天線技術，讀寫器智能波束掃描天線陣技術等。FEKO提供了豐富的電磁仿真算法分析射頻識別的電磁場問題。
標簽天線設計與優化
讀寫器天線的輻射特性，端口特性，端口駐波
標簽天線的布局
復雜環境對RFID天線的影響（如液體、金屬等）
識別距離分析
FEKO提供豐富的計算方法完成RFID標簽與讀寫器天線仿真。FEKO軟件能夠完成RFID天線的設計與分析，并且可以得到天線的各項參數：增益、輻射方向圖、端口駐波、S參數等，并且可以用于分析RFID安裝在各類產品上面之后的特性，這些作為載體的產品，既可以是金屬導體，也可以是介質。
應用案例
標簽天線設計
該標簽天線介質襯底為聚酯纖維，仿真天線端口阻抗、S參數、增益等。
讀寫器天線仿真
標簽天線布局
復雜環境對RFID天線的影響
識別距離分析
展開 萌新筆記——CST（一）
正文
基于CST-FEKO的電大尺寸復雜陣列天線+電大尺寸載體的一體化仿真的途徑大致如下：1）使用CST進行天線單元的設計與仿真；2）利用CST的陣列天線仿真模塊，建模陣列天線并進行仿真；3）以陣列天線波束指向角為參量，進行波束掃描仿真，并保存過程文件；4）在CST中導出所有掃描角狀態下的近場數據；5）按照FEKO近場數據格式，對CST近場數據進行修改；6）FEKO調用修改后的近場數據，進行近場+電大尺寸載體的電性能仿真。
STEP1
天線單元設計與仿真，可以直接在CST進行設計和優化，亦可以在HFSS開展設計與優化，并將優化后的模型導入CST。
按照天線單元原本的材料屬性，完成材料設置、工作頻率、邊界條件、監視器等，便可以進行天線單元的仿真。
天線單元的方向圖性能以及匹配性能滿足要求，即可開展陣列建模工作。
STEP2
1）在Hone-Simulation Project中選擇ArrayTask:
2）在shape中選擇陣列排布的形式，CST提供Diamond（菱形）、Hexagon（六邊形）、Circle（圓形）、Ellipse（橢圓形）等多種排布形式的選擇，在Element in X（或Y）中設定X（或Y）方向單元數量，在Spacing in X（或Y）設定單元在X（或Y）方向間距。
展開 5G仿真解決方案之終端天線仿真關鍵技術 | 附最新白皮書下載
三星note10拆解（網絡圖片）
目前毫米波天線在手機終端產品中的應用面臨著天線性能與制造工藝的挑戰：
相控陣天線需要進行波束掃描，天線各通道處于不同相位的狀態，高頻率毫米波經歷較高的介質、材料損耗和衰減，一系列天線元件協同工作后，通過幅相加權技術來實現波束掃描功能，通過將信號聚合形成波束，以擴展其覆蓋范圍。而相控陣天線中所集成的元器件增加了終端內部的占用空間，如何保證相控陣天線性能是毫米波天線的關鍵技術。
毫米波波長短，天線單元結構復雜、疊層結構、垂直對位精度影響，就會導致較大的相位差，這就給天線毫米波器件、饋線的設計和加工帶來巨大的困難。因此，毫米波天線的關鍵技術還包括保證天線單元及相關器件的加工精度。
HFSS是功能強大的任意三維結構電磁場全波仿真設計工具， 是公認的業界標準軟件，它采用有限元法對任意三維結構進行電磁場仿真，仿真精度高，可用于精確的電磁場仿真和建模，國內有廣泛的應用，它擁有功能強大的三維建模工具，能夠方便地建立任意的三維結構，支持所有射頻和微波材料，實現器件的快速精確仿真。
HFSS采用了自動匹配網格剖分及加密、切線向矢量有限元、ALPS (Adaptive Lanczos Pade Sweep)等先進技術，使工程師們可以非常方便地利用有限元法(FEM) 對任意形狀的三維結構進行電磁場仿真，而不必精通電磁場數值算法。HFSS自動計算多個自適應的解決方案，直到滿足用戶指定的收斂要求值。
展開 5G仿真解決方案 | 相控陣仿真技術詳解
進入5G時代，大規模MIMO、波束賦形等成為關鍵技術，促使天線向著有源化、復雜化的方向演進。天線設計方式也需要與時俱進，采用先進的仿真shou段應對復雜設計需求，滿足5G時代天線不斷提高的性能要求。
5G與相控陣
5G時代應用將極大豐富，5G網絡需要適應大帶寬、高可靠低時延、大連接等場景，這就要求5G天線具備支持更多通道，靈活實時的波束調節，并支持高頻段通信的能力，其關鍵的演進方向即為大規模MIMO有源天線。大規模MIMO相較于傳統MIMO能夠有效提升性能的核心就是基于相控陣技術。
所謂相控陣，是指通過控制陣列天線中輻射單元饋電相位來改變方向圖波束指向的一類陣列天線。
相控陣的主要目的是實現陣列波束的空間掃描，即所謂電掃描。相控陣早期主要應用于軍事方面——相控陣雷達。由于相控陣雷達掃描速度快，多任務能力強，現已廣泛應用到軍事雷達領域中，并成為軍事實力的標志之一。
展開 干貨！如何用Ansys HFSS搞定5G陣列天線設計（二）
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。
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。
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。
展開 
COMSOL光電和HFSS+CST天線仿真案例培訓
各向異性的液晶、手性介質的仿真；
16、光學系統的連續譜束縛態；
17、微納結構拓撲優化：反設計透鏡等；
18、反設計：利用形狀優化設計波導帶通濾波器；
19、非厄米光學系統的奇異點：包括PT對稱波導結構和光子晶體板系統等；
20、學員感興趣的其他案例；
10、COMSOL WITH MATLAB功能簡介
(a)利用COMSOL WITH MATLAB 進行復雜的模型建立(超表面處理);
(b)利用COMSOL WITH MATLAB 進行復雜函數的設置(石墨烯仿真);
(c)利用COMSOL WITH MATLAB 進行高級求解運算和后處理;
“電磁場數值仿真技術及天線設計
與應用”
線上
培訓班大綱
第一天 上午
電磁場理論及天線設計理論基礎；天線電磁仿真概述
1 基礎理論回顧——了解電磁仿真方法的理論基礎
1.1 經典電磁理論
? 經典麥克斯韋方程組
? 電磁波在媒質中的傳輸特性
? 傳輸線特性分析
? 波導理論
1.2 天線設計理論
? 天線的輻射、增益、方向性系數、阻抗匹配
? 天線帶寬、天線極化
? 波束掃描
展開 暢想未來城市空中交通（UAM）：霍尼韋爾可以做點啥？
它采用多個波束同時掃描，可在同一時間感知和檢測到來自不同目標的信號，如天氣、飛機、人員和建筑物等，革命性地改變了交通工具的自主能力。該雷達還能自動調焦將焦點調整到前方重要的目標上。
針對避讓，目前中大型飛機上超過一半的空中防撞系統產品都是出自霍尼韋爾，它能避免飛機在空中互相沖撞
。針對城市空中交通，霍尼韋爾也正在進行將計算機視覺和機器學習應用于導航和防撞方面的研究。
未來已來
作為城市交通擁堵，交通事故和空氣污染問題的解決方案，城市空中交通具備了巨大的市場潛力。而在城市空中交通領域內的實踐經驗和研究也讓我們深刻地感受到，城市空中交通已不再是對于未來的暢想，未來已來。
轉載自：民航資源網 原標題：《暢想未來城市空中交通》；部分霍尼韋爾產品配圖來自網絡。
<完>
----------------------------
免責聲明：本文來源網絡，轉載目的在于傳遞更多信息，其原創性及文中陳述文字和內容未經本站證實，請讀者僅作參考，并請自行核實相關內容。版權歸原作者所有，如涉及侵權請聯系刪除。
#推薦閱讀#
A.焦點訪談：職場新業之無人機駕駛員
B.無人機四個證書的含金量分析！究竟誰史上最強
C.“低慢小”無人飛行器反制技術綜述
D.國內做無人機自動機場的廠家知多少
E.我國民用無人機治安治理的現狀、問題與對策
F.河北一公司黑飛被起訴 被判決賠償國防戰備資源損失、公開道歉
G.小鵬、東風汽車、吉利科技推飛行器，車企不僅造車，還想上天
H.廣西賀州政府計劃20億投資億航，用于打造智能航空示范城
I.大疆也要造車？
展開 無人機自主降落地基/艦基引導方法綜述
在飛行器進近過程中，機載接收機實時解算地面航向信標和下滑信標所產生的頻率不同的波束，通過對水平和垂直方向波束的解算得到相對定位信息。航向信標臺一般工作在超高頻（UHF）頻段，負責提供飛行器與跑道中心線的偏移程度；下滑信標臺一般工作在甚高頻（VHF）頻段，負責提供與理想下滑面（2.5°～3.5°）的偏移情況。該系統是目前應用最為廣泛的引導系統，具有較好的魯棒性和適配性，導航定位精度在5～20m之間，但隨著近年來機場附近電磁頻譜環境的日益復雜，該系統的解算精度受到一定干擾，且定位精度與更新頻率難以滿足無人機控制系統的精度需求。
2.1.2 雷達著陸系統
1943年，美軍將雷達技術應用到地面控制進近（Ground Control Approach，GCA）系統，并逐漸推廣至民用航空領域；1947年，美國西南航空公司一架DC-3型飛機，在雷達著陸系統與儀表著陸系統的引導下，實現了世界上第一次真正意義上的商業航班盲降。該系統提供的信息主要依托雷達設備，在獲取相對位置信息后，由于最初數據鏈不具備回傳條件，飛行員通常通過語音形式與塔臺領航員對話，通過語音報送，飛行員獲取下滑路徑偏差數據，彌補其視覺觀察產生的測量誤差，最終完成安全降落過程。近年來，隨著數據鏈、飛行控制器和數據融合算法的發展與成熟，這種引導降落方式演變為“數據鏈+雷達”形式，即地面或艦基雷達系統在解算出偏差后，通過高速數據鏈將信息回傳至機載設備，飛行控制器根據飛機運動學與動力學特點，實時解算相對值位置并作出預報，同步更新引導率與控制策略，最終實現半自主或自主降落。
2.1.3 微波著陸系統
1978年，為進一步提高引導降落精度，國際民航組織認可了時間基準波束掃描（Time Reference Scanning Beam，TRSB）技術的著陸系統，該技術是典型的應用微波手段實現相對位置測量的解決方案。
展開 無人機自主降落地基/艦基引導方法綜述
在飛行器進近過程中，機載接收機實時解算地面航向信標和下滑信標所產生的頻率不同的波束，通過對水平和垂直方向波束的解算得到相對定位信息。航向信標臺一般工作在超高頻（UHF）頻段，負責提供飛行器與跑道中心線的偏移程度；下滑信標臺一般工作在甚高頻（VHF）頻段，負責提供與理想下滑面（2.5°～3.5°）的偏移情況。該系統是目前應用最為廣泛的引導系統，具有較好的魯棒性和適配性，導航定位精度在5～20m之間，但隨著近年來機場附近電磁頻譜環境的日益復雜，該系統的解算精度受到一定干擾，且定位精度與更新頻率難以滿足無人機控制系統的精度需求。
2.1.2 雷達著陸系統
1943年，美軍將雷達技術應用到地面控制進近（Ground Control Approach，GCA）系統，并逐漸推廣至民用航空領域；1947年，美國西南航空公司一架DC-3型飛機，在雷達著陸系統與儀表著陸系統的引導下，實現了世界上第一次真正意義上的商業航班盲降。該系統提供的信息主要依托雷達設備，在獲取相對位置信息后，由于最初數據鏈不具備回傳條件，飛行員通常通過語音形式與塔臺領航員對話，通過語音報送，飛行員獲取下滑路徑偏差數據，彌補其視覺觀察產生的測量誤差，最終完成安全降落過程。近年來，隨著數據鏈、飛行控制器和數據融合算法的發展與成熟，這種引導降落方式演變為“數據鏈+雷達”形式，即地面或艦基雷達系統在解算出偏差后，通過高速數據鏈將信息回傳至機載設備，飛行控制器根據飛機運動學與動力學特點，實時解算相對值位置并作出預報，同步更新引導率與控制策略，最終實現半自主或自主降落。
2.1.3 微波著陸系統
1978年，為進一步提高引導降落精度，國際民航組織認可了時間基準波束掃描（Time Reference Scanning Beam，TRSB）技術的著陸系統，該技術是典型的應用微波手段實現相對位置測量的解決方案。
展開 