陣列天線技術(shù)的案例
11/5 陣列天線仿真技術(shù)挑戰(zhàn)與突破性技術(shù)更新
課程簡介：
天線是移動通信系統(tǒng)的重要組成部分，尤其進入5G時代，天線技術(shù)也日趨復雜，而大規(guī)模陣列天線是其關(guān)鍵技術(shù)之一，HFSS作為天線設計的黃金工具，在業(yè)界一直廣受推崇。從有限大陣列技術(shù)問世以來，HFSS在陣列天線求解方面屢次突破，在2020 R1版本中利用業(yè)界獨有的“非匹配網(wǎng)格技術(shù)”實現(xiàn)了非規(guī)則陣列天線的快速求解，從而快速高效的設計和仿真。
講師簡介：
張旭
畢業(yè)于蘇州大學電磁場與微波專業(yè)，獲工學碩士學位。長期從事天線設計研發(fā)，無源器件設計等電磁場與微波相關(guān)工作?，F(xiàn)任Ansys高級應用工程師，負責高頻產(chǎn)品線的方案開發(fā)、咨詢與技術(shù)支持等工作。
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天線是移動通信系統(tǒng)的重要組成部分，尤其進入5G時代，天線技術(shù)也日趨復雜，而大規(guī)模陣列天線是其關(guān)鍵技術(shù)之一，HFSS作為天線設計的黃金工具，在業(yè)界一直廣受推崇。從有限大陣列技術(shù)問世以來，HFSS在陣列天線求解方面屢次突破，在2020 R1版本中利用業(yè)界獨有的“非匹配網(wǎng)格技術(shù)”實現(xiàn)了非規(guī)則陣列天線的快速求解，從而快速高效的設計和仿真各類復雜陣列天線問題。
此次網(wǎng)絡直播吸引了眾多觀眾在線觀看，在會后我們也陸續(xù)收到在線觀眾以及其他用戶前來詢問，在此附上本場網(wǎng)絡直播錄播內(nèi)容，供大家回看學習。
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展開 資料下載 | ANSYS專場技術(shù)交流會-2019全國天線年會
7月23日，由中國電子學會主辦的2019年全國天線年會在云南昆明開幕，ANSYS展位迎來了眾多參會嘉賓在現(xiàn)場進行交流（展位號：24，25），此外，23日晚ANSYS還舉辦了一場主題為“與時俱進，仿真先行”的專場技術(shù)交流會。
ANSYS高頻團隊重磅出擊，圍繞當下普遍關(guān)注的熱點，給大家?guī)チ俗钚碌?em>天線仿真技術(shù)和解決方案，以期幫助用戶更好地利用最新版HFSS軟件高效地完成仿真任務。此次議題涉及ANSYS天線有關(guān)技術(shù)方案和應用，天線系統(tǒng)新一代電熱耦合仿真方法、天線與大場景仿真方法、5G天線仿真關(guān)鍵技術(shù)、大型陣列天線仿真技術(shù)更新以及HFSS快速設計與仿真等等。
本次“天線年度盛會”- ANSYS技術(shù)交流會成功吸引了一百多名行業(yè)內(nèi)人士前來參加及交流，在互動環(huán)節(jié)更是與來賓展開激烈的討論。為了更好地給參會人員提供用仿真方法解決問題的新思路和方法，現(xiàn)公開向各位分享此次交流會的精彩內(nèi)容，歡迎大家通過下方會議日程主題進行注冊，即可下載本次“2019全國天線年會ANSYS專場技術(shù)交流會”的完整版演講資料。
(友情提示：因為資料文件較大，為了保證順利訪問并快速下載，請各位優(yōu)先使用電腦端訪問以下鏈接進行下載，謝謝！)
展開 ANSYS | 大型陣列天線仿真技術(shù)更新
ANSYS | 大型陣列天線仿真技術(shù)更新
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(shù)量、波束形狀等方面具有明顯優(yōu)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(guān)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(tǒng)，通過波束掃描技術(shù)，改變天線單元間的相對相位和幅度，從而實現(xiàn)對波束的方向和形狀的控制。在雷達、通信和導航等領(lǐng)域，可以實現(xiàn)更高的信號質(zhì)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(fā)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(xiàn)對發(fā)射波束的控制。波束掃描技術(shù)可以根據(jù)需要對天線單元進行編程，從而實現(xiàn)不同的波束方向和形狀。
展開 天線陣列(XFDTD例子)
論文中通過采用FFT技術(shù)的積分方程方法提高了計算速度。
Antenna_Array.pdf
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(shù)量、波束形狀等方面具有明顯優(yōu)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(guān)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(tǒng)，通過波束掃描技術(shù)，改變天線單元間的相對相位和幅度，從而實現(xiàn)對波束的方向和形狀的控制。在雷達、通信和導航等領(lǐng)域，可以實現(xiàn)更高的信號質(zhì)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(fā)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(xiàn)對發(fā)射波束的控制。波束掃描技術(shù)可以根據(jù)需要對天線單元進行編程，從而實現(xiàn)不同的波束方向和形狀。
展開 基于HFSS的圓極化陣列天線設計
當下，人類生活的信息時代正在進行著翻天覆地的大變革，無線通信技術(shù)日新月異，移動通信4G時代的到來更加推動了無線通信技術(shù)的發(fā)展。作為無線通信系統(tǒng)中最為重要的部分之一，天線也得到了飛速的發(fā)展。過去相當長的一段時間內(nèi)，傳統(tǒng)的簡單天線一直發(fā)揮著其穩(wěn)定的作用服務于無線通信系統(tǒng)。但是近年來，由于天線使用平臺的特殊要求，傳統(tǒng)的單一的線極化天線已經(jīng)不能滿足實際的要求，圓極化天線越來越受到人們的重視。
當前圓極化微帶天線的研究課題有高增益圓極化天線、雙圓極化微帶天線、寬頻帶圓極化微帶天線等。本文研究設計了一個高增益圓極化微帶天線陣列，工作在中心頻率8.3GHZ。文章的目的是拋磚引玉，希望各位大佬相互借鑒交流學習，多多指教。
一 單元天線設計
如下圖所示，實現(xiàn)圓極化的方法有切角等方法，這里不再贅述
本文設計的采用經(jīng)典圖1的方法，采用背部饋電，之所以沒用微帶線饋電，是因為微帶線電流輻射會影響到天線，采用背部饋電，組成饋電網(wǎng)絡時影響最小。
展開 基于cst的ku波段陣列天線設計
前言：
微帶天線的制作成本低，天線的整體尺寸往往較小，具有很輕的重量。而且由于是印刷形式的，易于加工和批量生產(chǎn)，因此被廣泛應用于通信系統(tǒng)中。為提高天線的方向性，最為直接的方法是利用電磁波干涉原理，將多個單元組合陣列。有時為實現(xiàn)特殊用途，還要求天線的波束具有掃描功能。本文設計了一款駐波形式的串聯(lián)饋電微帶陣列天線，工作在Ku頻段，并且采用切比雪夫綜合方法，有效降低天線的副瓣電平，然后將單個線陣組合成為面陣，給每個端口賦予不同的相位和激勵幅度，實現(xiàn)了平面波束掃描功能。
關(guān)鍵字：微帶天線，陣列，低副瓣，相控陣 HFSS CST
天線設計
天線串饋模型如圖所示：
圖1 天線模型示意圖
首先選擇合適的基板材料，選擇介質(zhì)基板材料是通常從以下幾個方面考慮：
1.選擇合適的相對介電常數(shù)。
微帶天線的尺寸受介電常數(shù)影響很大，相對介電常數(shù)越大，微帶天線的尺寸就越小，且天線的帶寬也會降低，對制造公差要求較高。
2.選擇合適介質(zhì)損耗角正切。
損耗角正切的值與天線的效率密切相關(guān)，損耗角正切的不斷增 加，其饋電損耗也逐漸變大。
3.介質(zhì)基板厚度
基板厚度對天線的帶寬、增益以及效率等方面的影響較大，適當增加介質(zhì)板的厚度，帶寬會變寬，效率會提高，但是如果介質(zhì)板厚度太大，會激起表面波，使得天線間的耦合度增加，效率也會下降；減小介質(zhì)板厚度可以使天線的增益變大，但是天線的帶寬會變窄。
展開 222 基于matlab的天線線性陣列分布 ￥19.89
基于matlab的天線線性陣列分布。運用遺傳算法，對天線的龐斑進行優(yōu)化，得到最佳的線性陣列的分布。輸出迭代曲線，主平面方向圖，陣元放置位置。程序已調(diào)通，可直接運行。
如何用Ansys HFSS搞定5G陣列天線設計（二）
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(gòu)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。
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(wǎng)格并將其應用于第二步定義中的幾何結(jié)構(gòu)。每個網(wǎng)格的邊界與相鄰網(wǎng)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(wǎng)格的計算負荷分配后采用多個處理器內(nèi)核來并行求解，以此加快求解速度。
網(wǎng)格一旦創(chuàng)建，Ansys HFSS便可用于評估和優(yōu)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(yōu)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(jù)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。
展開 
天線年會 | Ansys專場技術(shù)研討會：聚焦HFSS底層技術(shù)與應用
10月25日 19:00~21:00
Ansys專場技術(shù)研討會：聚焦HFSS底層技術(shù)與應用（東錢湖1廳）
議題1：Ansys全能大型陣列天線系統(tǒng)仿真解決方案
嘉賓：羅輝
羅輝，Ansys公司高頻應用工程師，負責HFSS等高頻電磁仿真軟件的售前售后技術(shù)支持，在天線、微波器件、射頻電路和射頻系統(tǒng)干擾等應用方向具有深厚的行業(yè)經(jīng)驗和技術(shù)積累，為客戶提供量身定制的高頻電磁場仿真方案、軟件使用培訓和設計咨詢等各方面服務。
關(guān)鍵詞：3D component, unit cell, FA-DDM, CA-DDM, 場路協(xié)同，多物理場
簡介：隨著軍用、民用等多方面需求的驅(qū)動，大型陣列天線系統(tǒng)技術(shù)被極大地推動，日趨復雜的設計需求也帶來了更大的設計挑戰(zhàn)，如大規(guī)模陣列仿真、MIMO模擬、有源天饋系統(tǒng)性場路協(xié)同、電熱力多物理場耦合等。本主題主要介紹HFSS軟件在陣列天線系統(tǒng)設計仿真方面的解決方案，以及HFSS在相控陣設計仿真流程中的關(guān)鍵功能更新，講解由單元選型和優(yōu)化、靈活的陣列建模、大規(guī)模并行計算、場路協(xié)同、多物理場等多個方面組成的完善的陣列天線全系統(tǒng)仿真流程。
議題2：5G毫米波天線仿真——HFSS 5G工具箱
嘉賓：吳紫玉
吳紫玉，Ansys高級應用工程師，畢業(yè)于電子科技大學，獲工學碩士學位。
展開 如何用Ansys HFSS搞定5G陣列天線設計（一）
5G——第五代無線通信技術(shù)，作為全球性的暴熱話題已經(jīng)是不爭的事實。如眾多專家所述，該技術(shù)將帶來更低時延、更快速率的數(shù)據(jù)通信，并將導致互聯(lián)設備的爆發(fā)式增長。
5G網(wǎng)絡的更大帶寬需求，要求必須徹底重新設計天線陣列，從單元到陣列，到饋電網(wǎng)絡，到全模型驗證和應用場景評估，都需要做完善的精細化仿真和優(yōu)化設計。
利用Ansys HFSS，只需8個步驟，就能輕松完成5G天線陣列的設計和綜合驗證。此外，HFSS還能幫助工程師優(yōu)化各項天線性能指標，如：
增益 — 最強的信號輻射方向。
波束控制 — 能夠?qū)⑿盘栞椛淇刂圃谀硞€方向上。
回波損耗 — 從天線反射回來的回波能量。
旁瓣電平 — 不需要的信號輻射方向。
設計流程結(jié)束后，獲得的陣列天線聚焦增益更高、回波損耗及旁瓣電平最低，而且方向可控制。
第1步：通過Ansys HFSS天線工具箱（ATK）找到天線單元模板
5G天線陣列設計的第1步是通過HFSS天線工具箱（ATK）找到合適的天線單元模板。該天線單元將定義一個最終用于復制成一系列天線（天線陣列）中的相同部分。
先從天線工具箱（ATK）的庫中選擇一個天線類型，然后輸入工作頻率及天線基板屬性。
數(shù)秒后，天線工具箱（ATK）將生成天線單元的初始幾何結(jié)構(gòu)。
展開 【ANSYS官方干貨】5G仿真·非規(guī)則陣列天線仿真新突破
現(xiàn)任ANSYS高級應用工程師，負責高頻產(chǎn)品線的方案開發(fā)、咨詢與技術(shù)支持等工作。
課程簡介
陣列天線在現(xiàn)代移動通信中有著廣泛的應用。進入5G時代，大規(guī)模陣列天線更成為了關(guān)鍵技術(shù)之一。隨著天線技術(shù)的不斷發(fā)展，天線陣列規(guī)模越來越大，并且陣列的構(gòu)成也越來越復雜。這些特點都給陣列天線的仿真帶來了巨大的困難。
HFSS軟件一直致力于高頻電磁場方面的研發(fā)和應用，提供了高效高精度的電磁場算法，得到了廣泛的應用和認可。其獨特的限大陣列求解技術(shù)，可以快速高效的分析規(guī)則陣列天線問題。在今年發(fā)布的2019R3版本中，新增了對于非規(guī)則陣列求解的新方法—基于3D組件的有限大陣列方法，實現(xiàn)了非規(guī)則陣列天線的快速精確仿真。
本直播將以講解結(jié)合實際操作的方式，介紹HFSS的新功能——基于3D組件的有限大陣仿真方法，微放電的基本機理及流程，以及仿真實例，給出我們在非規(guī)則陣列仿真中有關(guān)問題的解決方案。
主要內(nèi)容綱要如下：
1. HFSS陣列天線仿真方案介紹
2. 3D組件介紹
3. 基于3D組件的有限大陣方法介紹
4. 案例演示
5. 答疑討論
報名方式
報名后將獲得在線答疑參與機會！
報名后有機會在系列課程結(jié)束后抽取華為最新發(fā)布的Mate 30 1臺！
展開 CST陣列天線仿真系列研討會（含CST實操培訓）-9月12日直播
在5G、6G以及衛(wèi)星通訊領(lǐng)域，陣列天線的應用越來越廣泛?；?em>陣列天線的發(fā)展趨勢包括多頻段、多輸入多輸出（MIMO）技術(shù)以及高密度小型化設計。衛(wèi)星通訊中陣列天線的需求則集中在超寬帶寬角掃描、高速傳輸處理和高度集成化。這對陣列天線的設計提出了更高的要求。
電磁仿真在陣列天線的設計與驗證中扮演著關(guān)鍵角色。作為全球領(lǐng)先的電磁場仿真軟件，CST憑借其先進的技術(shù)體系、卓越的精度、高效的計算性能以及友好的操作體驗，深受工程師和科研人員的信賴，成為天線仿真的首選工具。
無論是基站天線還是大規(guī)模相控陣天線，新版本的CST均提供了完善的解決方案。通過使用CST的Array Task功能和HPC技術(shù)，設計人員可以高效完成復雜陣列天線的設計與驗證。
本次會議，我們準備了三個議題，將討論：
1.CST在基站陣列天線仿真的解決方案。
2.CST在衛(wèi)星通訊相控陣天線仿真的解決方案。
3.CST實操培訓，演示相控陣天線仿真流程。
CST陣列天線仿真線上研討會
本次研討會將在9月12日下午通過線上會議形式舉辦，誠邀您的參與。
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