有源天线系统仿真实践

1、有源天线系统仿真实践目录有源天线系统概述有源天线设计流程天线与平台一体化一体化、多物理场等问题20Port11:1lump_C:1lump_L2:1Port1Port2 L=2.2nHlump_L3:1Port1Port2 C=1.5pF天线概述有源通道天线阵列运载平台I500InputBFNAmpCirculator3有源天线系统芯片电路与封装功放与封装环形器发射电路接收电路天线/天线阵列IV4面临的挑战阵列天线建模与仿真天线单元的选型与快速优化阵列单元的耦合与边缘效应多端口阵列仿真的超大计算馈电网络的建模与快速仿真有源电路仿真与协同射频接收、发射等电路仿真电路与天线模型的协同考虑有源电路馈

2、电对天线的影响平台一体化仿真考虑包含平台电大尺寸与天线复杂结构的问题不同领域的模型分享与保护，超大规模计算5V13 V142010/2011混合算法DDM HPC有限大阵列伴随求导v15 20142012/2013合成激励3D Layout功能3D ComponentPhi mesh20152014.12装配体建模Implicit 时域MLFMMElectronic Desktop20162015.12FEM-IE-PO远场伴随求导集成MaxwellGPU加速20172016.12SBR-RegionEMIT集成宽带网格S参数独立求解HPC 增强6解决的思路HFSS软件的发展混合算法的完善，F

3、EM-IE-SBR有限大阵列+DDM+合成激励宽带自适应网格，S参数独立求解有源天线设计流程7有源天线设计流程天线单元设计天线单元选型普通单元或周期性边界单元快速评估阵列天线的性能天线阵列线阵8天线阵列全阵天线单元天线阵/多天线布局天线罩与天线一体化有限大阵仿真快速便捷的阵列建模方法充分考虑单元互耦边缘效应蒙板功能灵活定义阵列排布天线布局与一体化集成场路协同，考虑电路影响考虑天线罩、载体等平台一体化仿真，推送激励等天线设计工具增强的易用性9一键完成易用的树形结构2 种新的分类12个新的天线模型由3D部件导入模型Antenna Design Toolkit增加的天线类型天线单元设计天线方向图结果

4、的叠加显示ADK 输入频率与带宽快速的全参数化建模Parametric Model10伴随求导快速获取敏感参数，以及最优参数结果可以对SYZ参数、远场方向图、3D方向图实时调谐L111宽带自适应网格1950MHz1910MHz宽带自适应12有限大阵列+DDM单元法网格代入有限大阵列阵列蒙版任意布阵合成激励加速求解13DDM有限大阵列+DDM vs 普通全阵列有限大阵列+DDM普通全阵列求解时间内存占用有限大阵列+DDM2.75小时10.5GB普通全阵列6小时28GB合成激励145m29s12.2GB仿真结果对比有限大阵列 vs 普通全阵列有限大阵列+DDM有着同样的精度，更高效的求解15相位扫

5、描角自动计算耦合矩阵场图Port 1Port 128Port 128天线单元Finite Array Beam Angle考虑单元耦合考虑边缘效应扫描角零偏差Port 116Port1HFSS 3D Layout增益:Time:18.79dB23m内存：6.18GHFSS 3D Layout:HFSS 直接求解:增益:Time:18.83dB45m内存：6.8Gphi mesh网 格，求解多 层微带/PCB 更快速17芯片/封装phi mesh网格，3D Layout 求解更快速直接读入PCB文件18截取 sub designHFSS solver 求解HFSS 3D Layout阵列+功分网

6、络HFSS 有限大阵列Designer RF19场路协同+Push ExcitationLP Filter20BP FilterHFSS /HFSS 3D LayoutTransient or Harmonic Balance (HB)Designer RF馈电网络2GHz2135GHz70GHz仿真结果天线无源系统Designer RF22天线电路系统Designer RFAttenuator23Phase ShifterPA有源天线系统HFSS+MaxWell形形器Designer RF +HFSSDesigner RF24天线与平台一体化25电大尺寸与复杂结构同时考虑天线结构是非常复杂的

7、，FEM算法平台是电大尺寸的，计算规模超大不同领域的仿真模型的分享与保护解决思路全波混合算法的精确求解装配体建模，高效复用网格SBR-Region，超大规模计算一体化仿真的挑战26天线罩一体化FE-BI+IE Region 网格装配体建模1、天线2、介质罩27天线与平台一体化FE-BI+IE Region 网格装配体建模1、天线2、平台28SBR超大规模求解超大规模场景分析29模型的隐藏加密天线/阵列模型不同单位、部门间模型 的分享，困难重重模型加密打包隐去关键细节与几何体加密是单向不可逆的平台一体化仿真不影响模型的仿真与结果30风载的受力分析多物理场分析ElectricalTemperatureStructuralMesh DeformationWind LoadingStructural Deformation电磁信号传输 电磁热的产生