天線設計的案例
完備的天線設計解決方案
（轉）
天線設計典型的設計過程可分為選型設計、詳細設計、樣機測試、產品定型和生產等五個階段。
EMSS公司提供了完整的天線仿真解決方案，為天線選型和詳細設計提供強大的電磁仿真工具：
天線設計與天線知識管理工具— Antenna Magus
基于矩量法的三維電磁場分析軟件—FEKO
上圖描述了Antenna Magus和FEKO這兩款軟件在“完整的天線設計、生產流程”中所處的位置，Antenna Magus完成由性能指標生成標準天線模型，FEKO軟件替代圖一中的綠色部分，在標準模型的基礎上通過設計修改實現天線性能最優化。
Antenna Magus具有針對天線設計的知識管理系統，可保存、管理天線設計過程中的所有數據信息，以實現天線設計知識共享與知識積累。甚至可以加入自己定義的天線模型，實現部門或單位內部的天線設計知識積累和共享。
下圖為Antenna Magus 與FEKO在飛機天線布局分析過程中的聯合應用示意圖：
天線設計與天線管理庫
Antenna Magus是全球第一款天線設計與天線知識管理工具，集成了天線設計、陣列設計、轉換器設計以及天線設計知識管理系統。
天線分析及天線布局
FEKO軟件是針對天線設計、天線布局、電磁散射與電磁兼容等問題開發的專業高頻電磁場分析軟件，基于矩量法（MoM），擁有高效的多層快速多極子技術(MLFMM)及實現各種算法的高效并行，并將矩量法與高頻分析方法(如物理光學PO、幾何光學GO、一致性繞射理論UTD等)完美結合，從而非常適合于各種形式、各種規模(電小、電大等)的天線設計：此外，FEKO軟件還混合了有限元法（FEM），能夠精確地處理具有復雜介質的天線問題。 FEKO軟件在電大尺寸問題的求解方面能力突出、優勢明顯。
展開 【11月29-30日 上海】ANSYS官方培訓—基于HFSS的天線設計（包含5G天線）高級培訓
基于HFSS的天線設計（包含5G天線）高級培訓
培訓背景
過去的幾十年中隨著移動通信技術的進步，天線作為系統中的關鍵部件得到了大力的發展與廣泛的應用。而隨著5G的即將來臨，天線再一次成為技術發展與應用的核心，并面臨著極大的創新挑戰和進步機遇。
大規模陣列天線作為5G天線的關鍵技術，設計和仿真難度仍然比較大。同時天線的布局問題在天線應用中也成為一個重要課題。隨著手機等電子設備的小型化和高性能要求，移動終端天線的設計面臨著越來越苛刻的要求。
HFSS作為天線設計的黃金工具，在業界一直廣受推崇。HFSS提供了高效高精度的電磁場算法，獨特的限大陣列求解技術和便捷的場路協同優化技術，可以快速高效的分析各類復雜天線問題。
本次培訓主要針對陣列天線設計，天線布局和移動終端天線設計的仿真方法和手段進行相關培訓，為提升相關科技工作者的技術水平，普及ANSYS軟件高級功能。因此，ANSYS公司特開辦“基于HFSS的天線設計（包含5G天線）高級培訓班”。
培訓合格者發放ANSYS技術培訓認證證書。
展開 電磁場數值仿真技術及天線設計與應用
第三天 下午
CST電磁仿真軟件的基本操作與天線建模仿真
8 CST 電磁仿真軟件的基本操作與天線建?！莆誄ST仿真軟件的使用方法
8.1 CST 基本操作
8.2 CST 仿真的常用設置
8.3 CST 建模方法與模型變換
8.4 CST 激勵類型與常用設置
8.5 CST 仿真誤差分析方法
8.6 CST天線建模的一般步驟
8.7基片集成波導天線原理及設計
實例操作：CST 基片集成波導縫隙陣列天線仿真
第四天 上午
CST天線仿真結果分析及應用技巧
8.8 CST 天線仿真結果及分析
9 CST 天線仿真設置技巧——掌握CST 在天線電磁仿真中的應用技巧
9.1 變量設置
9.2 參數化掃描
9.3 數據后處理
9.4 工作列表設置
10 CST 天線設計、仿真及結果分析——掌握多種典型天線的CST仿真方法
10.1喇叭天線原理及設計
10.2 可重構天線設計及仿真方法
實例操作：可重構介質諧振器天線仿真
第四天 下午
CST典型天線類型及仿真方法總結
10.3 陣列天線原理及仿真方法
實例操作：多點饋電圓極化平面陣列天線仿真
10.4 漏波天線原理及仿真方法
實例操作：復合左右手傳輸線型漏波天線仿真
10.5 頻率選擇表面的仿真方法
實例操作：有源可調諧頻率選擇表面仿真
v CST天線仿真總結：
1．CST天線仿真與HFSS的區別及優勢
2．CST天線仿真的步驟
3．CST天線仿真的技巧
05
報名費用
每人￥3900元（含報名費、培訓費、資料費、
展開 基于HFSS的NFC天線研究與設計
摘 要：針對NFC（Near Field Communication）的天線的交互效率不高，導致傳輸信號不穩定的問題，可以分析天線的參數與電路的結構，使得天線性能達到最優。利用Ansoft HFSS(High Frequency Structure Simulator)進行環形天線的建模與分析，討論了天線的結構參數對天線性能的影響，提出了RLC電路對天線電感的影響，設計了串聯匹配電路。同時對天線的帶寬進行了優化，并對設計的耦合天線傳輸距離進行了仿真，確定最佳耦合距離從而提高天線的品質因數。結果表明：天線的回波損耗降低至-27.25 dB，最佳耦合距離為20 mm。
關鍵詞：近場通信;NFC天線;HFSS仿真;匹配電路;
0 前言
隨著射頻傳輸[1]技術的持續發展，近場通信的應用也在不斷擴大，由于其集成度高、穩定性好，因此在醫療、通信和生物化學等識別領域隨處可見。NFC技術是基于國際標準ISO14443A/B進行設計，其諧振中心頻率在13.56MHz上，能進行快速識別，如公交卡和身份 證[2]。通常NFC技術包含電路和天線設計，不同的設備所需天線的設計不盡相同，為了更好地滿足設計要求，通常會在設計的過程中探究天線性能來增加耦合效率。天線的設計對NFC系統的影響很大，故有必要對天線的結構進行仿真設計[3,4,5,6,7,8]。
展開 
ANSYS基于HFSS的天線設計高級培訓班
課程介紹：
過去的幾十年中隨著移動通信技術的進步，天線作為系統中的關鍵部件得到了大力的發展與廣泛的應用。而隨著5G的即將來臨，天線再一次成為技術發展與應用的核心，并面臨著極大的創新挑戰和進步機遇。
大規模陣列天線作為5G天線的關鍵技術，設計和仿真難度仍然比較大。同時天線的布局問題在天線應用中也成為一個重要課題。隨著手機等電子設備的小型化和高性能要求，移動終端天線的設計面臨著越來越苛刻的要求。
HFSS作為天線設計的黃金工具，在業界一直廣受推崇。HFSS提供了高效高精度的電磁場算法，獨特的限大陣列求解技術和便捷的場路協同優化技術，可以快速高效的分析各類復雜天線問題。
本次培訓主要針對陣列天線設計，天線布局和移動終端天線設計的仿真方法和手段進行相關培訓，為提升相關科技工作者的技術水平，普及ANSYS軟件高級功能。因此，ANSYS公司特開辦“基于HFSS的天線設計高級培訓班”。
培訓合格者發放ANSYS技術培訓認證證書。
展開 5G終端天線設計，到底有多難？
天線是敏感元件，放置位置和方式有嚴格的限制，不是隨便亂塞的。如果布局設計不合理，可能導致和其它器件之間的互相干擾，出現電磁兼容性（EMC）問題。
5G頻段，中低頻有Sub-6 GHz頻段（甚至700MHz頻段）， 高頻有毫米波頻段。頻率跨度大，意味著天線尺寸跨度也大，加上多制式網絡的支持，要求天線必須具備很好的調諧能力，這也大幅增加了天線的設計難度。
在設計天線布局時，還必須要考慮用戶使用場景和方式。例如，5G手持終端需要考慮手部握持的位置，5G踏板車需要考慮天線會不會被騎手身體阻擋，等等。
第三個設計難點，在于
功耗控制。
功耗是物聯網終端的命門。如果天線設計未經優化，會加劇電池的消耗速度。
5G作為高性能終端，功耗設計壓力本來就大。如果天線額外增加了對電池的消耗，無異于雪上加霜。試想一下，如果5G終端需要頻繁更換電池，用戶體驗從何談起？隨之而來的成本增長，又該如何面對？
除了上述幾點之外，終端天線設計需要考慮的因素還有很多，例如新工藝新材料的應用，產品耐用性、可靠性、易安裝性的增強，等等。
對于終端廠商來說，要在研發和設計5G終端天線時面對這么多的挑戰，實在是力不從心。
有些廠商，因為忽視對天線的前期設計，導致產品定型后發現性能受限，工作效率無法符合設計需求，最終不得不花更多的經費、時間和精力，對天線進行重新設計。
也有的終端廠商，雖然知道天線的重要性，但缺乏天線專業人才，不具備合格的天線設計和測試能力，只能束手無策。
展開 內部機載天線優化設計方案
例如，在100KHz下使用大量碳纖維增強材料能夠不劣化輻射圖，但在10GHz下即使微量的碳纖維也會產生嚴峻的設計難題。
仿真的（紅色虛線）輻射圖和測量得到的（黑色）輻射圖顯示出良好匹配
通過迭代獲得精心優化的設計
工程師隨后評估了不同的天線安裝設計，旨在獲得全向輻射圖。通過改變不同設計參數的尺寸，他們發現天線相對于復合材料結構件的位置（x和y方向）以及復合材料結構件的厚度對天線性能的影響最大。工程師使用HFSS中的參數化設計功能，在批處理模式中評估這些值的范圍及其他設計參數。接下來，工程師為完整飛機結構建模，以確定其如何影響天線性能以及如何進行設計改進來維持全向性能。
最終天線設計的測量值顯示，在1到1.2GHz的頻率之間最終天線設計與常規天線的性能極為接近
在仿真的指導下，工程師研發出的天線安裝設計能夠提供極為貼近理想全向模式的輻射圖，幾乎達到了無罩天線的性能。在優化天線設計之后，巴西國家電信研究所和巴西航空工業公司的工程師為優化后的設計構建了原型。新原型的物理測量與仿真結果良好匹配。這些新的天線安裝設計有望大幅降低新一代飛機的燃油消耗。
展開 ANSYS基于HFSS的天線設計高級培訓班
課程介紹：
過去的幾十年中隨著移動通信技術的進步，天線作為系統中的關鍵部件得到了大力的發展與廣泛的應用。而隨著5G的即將來臨，天線再一次成為技術發展與應用的核心，并面臨著極大的創新挑戰和進步機遇。
大規模陣列天線作為5G天線的關鍵技術，設計和仿真難度仍然比較大。同時天線的布局問題在天線應用中也成為一個重要課題。隨著手機等電子設備的小型化和高性能要求，移動終端天線的設計面臨著越來越苛刻的要求。
HFSS作為天線設計的黃金工具，在業界一直廣受推崇。HFSS提供了高效高精度的電磁場算法，獨特的限大陣列求解技術和便捷的場路協同優化技術，可以快速高效的分析各類復雜天線問題。
本次培訓主要針對陣列天線設計，天線布局和移動終端天線設計的仿真方法和手段進行相關培訓，為提升相關科技工作者的技術水平，普及ANSYS軟件高級功能。因此，ANSYS公司特開辦“基于HFSS的天線設計高級培訓班”。
培訓合格者發放ANSYS技術培訓認證證書。
展開 Ansys Discovery集成電磁功能為物聯網和5G提供早期天線設計
新功能有助于企業在天線設計流程早期研究新概念，從而為物聯網（IoT）應用以及5G技術和自動駕駛汽車帶來更出色的性能。
Ansys Discovery 仿真
Capgemini Invent旗下劍橋咨詢公司（Cambridge Consultants）醫療技術部高級副總裁Arun Venkatasubramanian博士指出：“智能、高度微型化的可植入醫療設備正在開創全新的治療領域，并改善患者護理體驗。設計智能植入物的關鍵環節是開發出高效可靠的無線天線。作為一家提供前沿解決方案的產品開發和技術咨詢公司，我們期待使用Ansys Discovery來增強我們現有的Ansys HFSS天線設計工作流程。這將使我們能夠快速探索天線概念設計，并加速向客戶交付創新型解決方案。”
Discovery能幫助團隊快速評估元件設計和天線布局的變化，而無需解釋或闡明復雜的計算機輔助設計（CAD）幾何結構。它能根據所需的頻率范圍自動創建電磁區域，并根據端口定義分配導電和介電材料。這種自動化能夠支持快速評估和集成天線概念，同時避免手動清理幾何結構。此外，工程師和設計人員還可將模型和物理設置無縫傳輸到Ansys HFSS 3D高頻電磁仿真軟件中，以進行最終設計驗證。
Ansys產品高級副總裁Shane Emswiler表示：“在Ansys Discovery中增加用于天線設計的電磁功能不僅可實現仿真左移，而且還能讓仿真技術在從初學者到專家的所有用戶群體中更加普及化。Discovery提供了一個易于使用的界面，其集成了建模和訪問其他Ansys工具的功能，從而簡化天線設計流程，并優化開發、性能和效率。”
展開 干貨 | 5G終端天線仿真設計方法及其應用
越來越輕薄的手機ID設計，增大的電池容量，以及全面屏潮流，這些因素都擠壓著天線所能獲得的空間。4×4 MIMO天線的引入，意味著2G、3G、4G、wifi和藍牙等各種天線需按照頻段做合理的共享、復用。那么，天線隔離度如何提高、相關性系數、共存問題如何計算？毫米波天線的引入，意味著需要研究毫米波的覆蓋問題（CDF），SAR認證時如何排除Beam ID的低值項等問題也亟待研究解決。
ANSYS HFSS軟件一直致力于高頻電磁場領域的研發和應用，憑借其全方面的底層求解器能力，得到了廣泛的應用和認可。在HFSS軟件中內置有MIMO、CDF等后處理腳本，在HFSS精確計算電磁場的基礎上，可以進一步方便用戶對5G通信問題進行快速計算研究。
本直播將介紹HFSS面對5G通信sub6G以及毫米波相關的仿真原理及流程，分享在5G終端天線分析中有關問題的解決方案。
主要內容綱要如下：
1. 天線本征模仿真
2. Sub 6G天線仿真設計
3. 毫米波天線設計仿真設計
報名方式
手機端請掃描二維碼報名
或者點擊報名：http://event.31huiyi.com/1728144772/index?c=jishulink
展開 干貨 | 5G終端天線仿真設計方法及其應用
4×4 MIMO天線的引入，意味著2G、3G、4G、wifi和藍牙等各種天線需按照頻段做合理的共享、復用。那么，天線隔離度如何提高、相關性系數、共存問題如何計算？毫米波天線的引入，意味著需要研究毫米波的覆蓋問題（CDF），SAR認證時如何排除Beam ID的低值項等問題也亟待研究解決。
ANSYS HFSS軟件一直致力于高頻電磁場領域的研發和應用，憑借其全方面的底層求解器能力，得到了廣泛的應用和認可。在HFSS軟件中內置有MIMO、CDF等后處理腳本，在HFSS精確計算電磁場的基礎上，可以進一步方便用戶對5G通信問題進行快速計算研究。
本直播將介紹HFSS面對5G通信sub6G以及毫米波相關的仿真原理及流程，分享在5G終端天線分析中有關問題的解決方案。
主要內容綱要如下：
1. 天線本征模仿真
2. Sub 6G天線仿真設計
3. 毫米波天線設計仿真設計
報名方式
手機端請掃描二維碼報名
或者點擊報名：http://event.31huiyi.com/1728144772/index?c=jishulink
展開 
一種新的軌道角動量天線設計
今天就給大家分享一個將軌道角動量與毫米波技術相結合的基于介質諧振器的軌道角動量天線設計，非常具有實用性。這個設計建立了天線的等效模型，推導了其輻射場的理論表達，討論了介質諧振器半徑對渦旋波電磁波模態的影響，通過仿真結果表明，該天線在波段有四個諧振點，能夠分別產生模態的渦旋電磁波。此外，該天線結構緊湊，成本低，增益良好，具有較高的天線效率，產生的各個模態的渦旋電磁波都具有良好的旋轉性，能夠獲得較強的抗干擾能力，為軌道角動量在毫米波頻段的應用提供了一定的現實意義。
天線設計
該天線設計了一種介質諧振器天線，天線結構如圖3所示，圖3(a)是天線的三維結構圖，可以看到該天線是由一個介質諧振器，一條微帶線，一層介質基板和一個接地面構成，圖3(b)是天線俯視圖。
仿真結果分析
天線的S參數能夠準確反映電磁波傳遞過程種的反射情況。如圖7所示是該天線的S參數仿真結果，可以看到，S參數有多次下降，表明這些頻率的波耦合進了諧振器當中，但并不是所有都是OAM模式。在28GHz~36GHz之間，該天線產生了4個諧振點，能夠產生的OAM模態。分別是：在29.6GHz處產生的OAM模態，在30.6GHz處產生的OAM模態，在32.2GHz處產生的OAM模態，在35.1GHz處產生的OAM模態。圖8是該天線電壓駐波比的仿真結果，可以看到在四個諧振點處的VSWR幾乎達到1，在天線的工作頻段28GHz~36GHz之間匹配良好。
由圖9（左側）可以看出，該天線生成的4種OAM波束，空間螺旋相位波前結構清晰可見，符合OAM渦旋電磁波的螺旋相位結構特征，并且相位沒有產生畸變，說明該天線產生的OAM無線電波具有較好的抗干擾性。
圖9（右側）是OAM的４個模態在觀測平面上的振幅分布的波前。
展開 基于CST的特征模天線設計
前言：
特征模理論是在矩量法基礎上發展而來的適用于各種電磁輻射和散射問題分析的理論，它有效綜合了這兩類方法的長處且克服了它們的不足，不僅可以通過明確的物理含義來直觀深刻地揭示天線的工作原理，而且能求解任意輻射結構的復雜電磁問題，應用范圍廣泛。由于特征模分析反映的是導體本身的固有屬性，而不需要外加任何饋電結構和激勵源，所以在設計天線時，可以通過它首先預測所設計貼片的諧振行為和輻射特性，然后選擇或者有目的開縫、切割等來創建需要的工作模式，繼而設計合適的饋電結構來實現需要的天線性能。相比于過多依賴知識儲備和設計經驗的傳統全波分析方法，它大大簡化了工程問題，提高了設計效率。所以，基于特征模理論的天線設計在過去一些年獲得越來越多的關注，成為了研究熱點。
特征模分析方法設計天線的思路一般為：首先利用特征模理論研究特征模的模式電流分布和遠場輻射特性，然后根據需要的天線輻射特性，選擇合適的特征模作為工作模式，接下來設計合理的饋電形式，激勵起所需要的模式，形成所需要的性能天線。
設計實例
本節通過一個具體的實例，演示特征模分析法設計天線的具體過程。
首先建立典型的矩形貼片模型如圖1，在CST軟件中設置模式個數為4，進行激勵，得到如圖2的MS結果。
圖1 貼片模型
圖2 天線的MS
在圖2中可以看到出現4個模式，下面就分析這四個模式的電流和場分布情況。
展開 ANSYS網絡培訓 — 天線設計流程與快速調諧方法
2017年1月24日
20:00 - 21:00 (CST)
注冊 ?
聯系方式：
郵箱：info-china@ansys.com
電話：4008198999
網絡研討會介紹：
隨著通信技術的發展，對天線的性能要求越來越高，同時由于更多應用場景的出現，對天線也提出了更多的挑戰。使用ANSYS HFSS，可實現完整的天線設計流程，實現高效的天線設計。借助于HFSS的快速調諧方法，可以實現天線遠場方向圖的實時調諧，大大提高了天線遠場方向圖優化的效率。
點擊上方“注冊”參加本次網絡研討會。
電磁仿真大顯身手，優化螺旋天線設計
縫隙螺旋天線擁有多功能性和寬帶頻率響應特性，因此被廣泛用于無線通信、傳感、定位、跟蹤及許多不同微波頻段的應用。為了優化縫隙螺旋天線的設計，工程師們可以利用電磁分析來精確計算諸如 S 參數和遠場模式之類的特性。
縫隙螺旋天線的優點
縫隙螺旋天線擁有以下優點：
近乎理想的圓偏振輻射
寬帶頻率響應
輻射方向圖和阻抗能夠在大帶寬范圍內保持不變
此外，縫隙螺旋天線設計易共形，可安裝在各種物體上。這對于國防等工業是一個實用特征，安裝在軍用車輛和飛機的縫隙螺旋天線可以發揮通信和監視功能。
螺旋天線實例。圖片由 Bin im Garten 拍攝，已獲 CC BY-SA 3.0 授權，通過 Wikimedia Commons共享。
螺旋天線有很多種，最常見的是阿基米德螺旋天線。在本文，我們將討論利用 COMSOL Multiphysics? 軟件及其附加的“RF 模塊”對此類天線進行模擬。
借助 COMSOL Multiphysics? 評估縫隙螺旋天線的設計
作為第一步，我們將討論如何繪制由兩條阿基米德螺旋線狀狹縫構成的縫隙螺旋天線的幾何。我們采用參數化曲線，在單面的金屬基底上制作出一個螺旋圖案。參數化曲線使得我們能夠利用數學公式繪制任意形狀的曲線。基底是一個完美電導體（perfect electric conductor，簡稱 PEC），具有很高的導電性，表面的損耗可忽略不計。螺旋狹縫的中心是集總端口，作用是激勵天線。
縫隙螺旋天線的幾何結構（上圖）和網格（下圖）。
天線和基底被空氣區域和完美匹配層（perfectly matched layer，簡稱 PML）包圍，PML 為上圖灰色部分。右圖的物理場控制的網格由軟件默認生成。
展開 