Inovonics公司通过CST Studio Suite仿真实现天线设计
2024 年 6 月 4 日参加 SOLIDWORKS Cloud Simulation Champions Series 现场网络研讨会的所有人。该活动突出了来自Inovonics的硬件设计和监管工程师Mark Zakhem的见解，Inovonics是生命安全系统可靠无线技术的行业领导者。Zakhem 解释了 Inovonics 如何应对设计电气和机械材料、优化天线放置和预测电磁性能方面的挑战。感谢您的参与。请继续提供反馈，以便我们继续创建最适合您需求的网络研讨会。我们重视您的想法，并邀请您分享我们如何改进未来的网络研讨会。
无线通信的魔力
天线设计用于传输和/或接收电磁波，通常称为无线电波。不久前，没有人会相信您的冰箱或其他家用电器可以与您的智能手机通信。或者您的汽车可以与任何音频或视频流服务通信，以便在开车去奶奶家时提供娱乐。当时，业内谁会想到您可以通过 RFID 技术实时无线跟踪库存和资产，或者医生可以在舒适的办公室中监控患者的医疗保健问题？
触角是让日常生活如此频繁的关键，但我们大多数人很少考虑它们。我们可能会想象安装在车顶上的旧电视天线或从收音机中弹出的更小的天线。但天线还有很多。如今，天线隐藏在每天使用的各种设备中，因此让它们相互通信而不受干扰对于家庭和企业的运营至关重要。
Inovonics – 正确的天线设计
“天线只是一个辐射点，”Zakhem 指出，他还在 Inovonics 设计天线。“这意味着任何东西都可以成为天线，无论你是否愿意。”
这种可能性范围为针对各个使用场景进行正确或错误的天线设计带来了无限的机会。例如，特定情况下的理想天线形状可能是圆形、方形、磁极、螺旋线，甚至是印刷电路板上的扁平贴片。天线还必须在特定频率范围内辐射，并且通常采用特定的辐射方向图。每只都会以不同的方式对周围的环境做出反应。
“在 Inovonics，我们的大多数产品都需要独特的定制印刷天线，”Zakhem 解释说。每个天线都经过调谐，以特定频率辐射，以适应所需的产品或环境。“但是周围环境中的材料会干扰并产生与理想频率点的偏移并将其向左移动，从而有效地使天线失谐。我们根据这些场景创建天线。例如，周围没有任何东西的辐射天线与您为手持产品选择靠近某人的脸或在他们走动时拿着的天线有很大不同。
天线设计的挑战
为了在当今的天线中实现准确性和可靠性，超越理想频率点也很重要。
“如果你设计一个天线来匹配一个频率点，你就已经在那里确定并结束了你的指标，但你可能仍然会发现它运行的环境会产生失去信号的地方，”Zakhem 建议道。“您需要能够在其工作环境中看到天线，了解它是如何在该区域周围散布并找到这些点的。如果你在设计中没有包括这些测量结果，你可能会遇到与你尝试通信的产品中的天线的信号问题。
通过仿真进行微调
仿真对于高级天线设计所需的指标范围和精度至关重要。Zakhem 在本科和硕士学习期间使用过许多不同的仿真解决方案，但他发现 SIMULIA 的 CST Studio Suite® 非常适合天线设计。
“对于天线设计，我想要一个在用户界面级别易于使用的程序，同时与其他技术一样深入和先进，”Zakhem 回忆道。“CST Studio Suite 是这两种规格的完美结合。与其他程序相比，它使高级功能更易于访问和查找。有了 CST，我可以利用更多功能。
