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Software de simulación de antenas para diseño y modelado

La tecnología de antenas avanza constantemente para satisfacer las crecientes demandas de la industria. Del mismo modo, Remcom ha seguido el ritmo para proporcionar a los ingenieros un software de simulación de antenas que se adapte a sus procesos y les ayude a cumplir los requisitos de diseño de sus dispositivos.

Antena combinada XF_5G-4G

Flujo de trabajo de simulación de diseño de antenas

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El software de simulación de antenas de Remcom proporciona a los ingenieros potentes herramientas para acortar el tiempo de desarrollo y lanzar antes los productos al mercado. Los usuarios pueden ejecutar fácilmente todos los pasos de un flujo de trabajo típico de simulación de antenas en XFdtd:
  • Configura las propiedades del proyecto, el rango de frecuencias y mucho más.

  • Importe archivos CAD 3D, bases de datos PCB y cree o modifique geometrías.

  • Especificar las propiedades EM de los materiales.

  • Añade fuentes de tensión o distribuciones modales de campo.

  • Aplicar límites exteriores.

  • Discretizar el espacio CAD 3D en celdas.

  • Asociar un material a cada borde de celda mejora la precisión mediante el mallado inteligente rápido.

  • Solicite los resultados del sensor.

  • Examine los resultados y visualícelos.

  • Ejecutar la simulación FDTD.

  • Analice las redes de adaptación y las combinaciones de fase de puerto con superposición para la formación de haces mediante herramientas de posprocesamiento.

  • Parametrizar el proyecto y realizar análisis paramétricos.

  • Personalice mediante scripts para automatizar tareas repetitivas.

Software de simulación electromagnética 3D XFdtd

Las antenas son omnipresentes en la tecnología actual y abarcan todo el espectro, desde las bajas frecuencias a las microondas, pasando por los terahercios y más allá. Nuestro software de simulación electromagnética 3D XFdtd es un solver de onda completa basado en el método método de diferencias finitas en el dominio del tiempo (FDTD) y es idóneo para analizar diseños que van desde simples dipolos y parches hasta los últimos dispositivos móviles que constan de cientos de componentes y múltiples antenas. Las avanzadas funciones de procesamiento de XFdtd también son capaces de manejar estándares celulares de quinta generación en frecuencias de ondas milimétricas que implican matrices de antenas y un procesamiento más complejo.

XFdtd incluye solvers de onda completa, estáticos, biotérmicos, de optimización y de circuitos para abordar una amplia variedad de aplicaciones. También funciona con los productos de trazado de rayos de Remcom para proporcionar una capacidad de simulación exhaustiva en la gama baja, media y alta del espectro electromagnético.

Explora toda la colección de funciones exclusivas de XFdtd...

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Ventajas del método FDTD para la simulación de antenas

Mientras que muchas técnicas de simulación electromagnética se aplican en el dominio de la frecuencia, la FDTD resuelve las ecuaciones de Maxwell en el dominio del tiempo, calculando progresivamente los valores del campo EM en pasos discretos en el tiempo. El método FDTD presenta varias ventajas únicas en la simulación de antenas:

  • Excelente escalabilidad del método a medida que aumenta el tamaño del problema

  • Salida de banda ancha proporcionada a través de una única ejecución del programa

  • Más eficaz que otros métodos EM a medida que aumenta el número de incógnitas

  • Simula una amplia variedad de materiales eléctricos y magnéticos

  • Avances como la tecnología XACT Accurate Cell Technology® de XFdtd resuelven superficies curvas complejas, reduciendo el tiempo de simulación y mejorando la precisión de diseños extremadamente intrincados.

  • Método preferido para realizar simulaciones EM de los efectos biológicos de los dispositivos inalámbricos [1].

  • El método más eficaz para obtener resultados precisos de la penetración del campo en los tejidos biológicos

Más información sobre el método FDTD...

Aplicaciones de simulación de antenas XFdtd

Aplicaciones de simulación de antenas XFdtd

Los ingenieros de antenas llevan mucho tiempo utilizando software de EM para optimizar diseños virtualmente, reduciendo el gasto y el tiempo de fabricación de prototipos de hardware y evaluando rápidamente numerosas configuraciones de dispositivos. El amplio espacio de simulación cubierto por XFdtd abarca todos los diseños de antenas, desde las antenas básicas tradicionales hasta los dispositivos 6G de última generación en el rango de los terahercios y más allá. He aquí algunos ejemplos de la amplia variedad de aplicaciones de antena para las que puede utilizarse XFdtd:

  • Conjuntos de antenas 5G en frecuencias de ondas milimétricas

  • Dispositivos de Internet de las Cosas (IoT), como altavoces y cámaras inteligentes

  • Antenas de hilo

  • Parches microstrip

  • Antenas de bocina

Las simulaciones XFdtd son capaces de analizar dispositivos muy complejos de forma eficiente y no están limitadas por ninguna barrera computacional; son posibles proyectos que abarquen más de 500 longitudes de onda cúbicas.

Más información sobre las opciones de computación de alto rendimiento de XFdtd para simulaciones EM.

Ventajas del software de simulación de antenas XFdtd

Proceso de análisis sencillo

En XFdtd pueden crearse sofisticados diseños de dispositivos utilizando un modelador CAD con todas las funciones o archivos importados en muchos formatos estándar. Prácticamente todos los aspectos de un proyecto pueden parametrizarse, lo que permite una rápida caracterización de las variables de diseño. Los dispositivos simulados pueden excitarse mediante una gran variedad de opciones de entrada, como tensiones y corrientes de fuentes puntuales o fuentes distribuidas que incluyen diversos puertos de guía de ondas. La ganancia, la eficiencia, la impedancia, los parámetros S y la potencia disipada son magnitudes de salida comunes que se generan. También se dispone de datos específicos de la interacción de los campos con los tejidos biológicos, como la tasa de absorción específica (SAR) y las distribuciones de densidad de potencia.

Opciones avanzadas de postprocesado

Las herramientas de análisis más avanzadas deben ir más allá de los resultados tradicionales para satisfacer las necesidades de los dispositivos IoT/Connected Home, 5G y 6G. Es esencial disponer de herramientas de análisis de matrices de antenas capaces de procesar rápidamente los datos para definir y optimizar el rendimiento de sistemas complejos de formación de haces que contengan cientos o más elementos. Comprender la cobertura completa de un patrón de ganancia utilizando técnicas de procesamiento avanzadas como la función de distribución acumulativa de la potencia isotrópica radiada efectiva (CDF de EIRP) es fundamental para los diseñadores de antenas, y XFdtd satisface esta necesidad. Además, para muchos sistemas de comunicación que emplean múltiples entradas y múltiples salidas (MIMO), como las estaciones base de telefonía móvil y los concentradores WiFi, las interacciones entre elementos son cruciales. Las herramientas MIMO de XFdtd pueden calcular magnitudes como el aislamiento y la correlación cruzada envolvente, que garantizan un funcionamiento correcto.

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Diseño y optimización de circuitos de adaptación de antenas Incluido

Los días en que se diseñaba y sintonizaba una antena para una sola frecuencia han pasado a la historia, ya que los dispositivos actuales tienen que conectarse eficazmente en varias bandas mediante el uso de circuitos de adaptación. XFdtd dispone de sofisticadas herramientas para el análisis de circuitos de adaptación, como el Optimizador de elementos de circuito (CEO), que puede sintonizar antenas para múltiples bandas al tiempo que incluye los efectos electromagnéticos de la estructura que rodea al circuito; esto es especialmente importante para los diseñadores de teléfonos móviles. Los circuitos más complejos pueden incluirse con cosimulación de circuitosque ejecuta en paralelo FDTD y solvers de circuitos para incluir los efectos de componentes de chips de fabricantes comunes o redes de adaptación multipuerto mediante modelos SPICE. XFdtd también incluye la integración con el software de diseño de circuitos de adaptación Optenni Labque puede determinar la topología óptima de la red de adaptación.

Referencia:
1. C95.3.2002, "Recommended Practice for Measurements and Computations with Respect to Human Exposure to Radio Frequency Electromagnetic Fields, 100kHz to 300GHz", IEEE Standards and Coordinating Committee 28 on Non-Ionizing Radiation Hazards, abril de 2002.

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