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XFdtdにおけるマッチングネットワークの設計とシミュレーション

RFエンジニアにとって、アンテナ設計シミュレーションのプロセスはより複雑になっている。洗練されたワイヤレスデバイスは、複数の周波数帯で動作できなければなりません。同時に、デバイスの寸法は縮小しており、その結果、多くのコンポーネントと複数のアンテナを収容しなければならない内部レイアウトが混雑しています。

XFdtdにおけるネットワーク設計の更新のマッチング

XFdtdにおける高度なマッチングネットワーク解析

レムコムのXFdtd EMシミュレーションソフトウェアは、エンジニアがアンテナ設計の課題を迅速かつ正確にナビゲートするためのユニークな機能を提供します。特に、XFには回路図エディタや回路要素オプティマイザなど、整合ネットワーク設計を簡素化するいくつかの革新的な機能が含まれています。

回路図エディター

XFには、マッチングネットワークや企業フィードネットワークの解析用に特別に設計されたユニークな回路図エディタが搭載されています。この回路図エディタは、最も複雑なアンテナシステムであっても、マッチングネットワーク設計の影響を視覚的に特徴付けることができます。

  • マッチングネットワーク解析と全波の結果を組み合わせています。

  • ダイプレックス整合アンテナの使用例におけるワークフローの効率を改善。

  • シンプルなπまたはTマッチング・ネットワーク、マルチステートおよびマルチポートのアパーチャーまたはインピーダンス・チューナー、デジタル位相シフター付きコーポレート・フィード・ネットワークをサポート。

  • ニアフィールドヒートマップ、ファーゾーンパターン、システム効率など、重要な全波結果を包括的に提供。

回路図エディタには、インダクタやコンデンサの値をリアルタイムで操作できるチューニング・スライダー・バーも搭載されています。ユーザーは、スライダーを使用してコンポーネントの値を調整し、その変更が回路の動作にどのように影響するかを即座に解析できます。最終的な状態は、回路図に永続的にコミットすることも、新しい動作状態に追加することもできます。

回路図エディターについて詳しくは...

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Sパラメータ_カラー

サーキット・エレメント・オプティマイザー(CEO)

XFのCircuit Element Optimizerは、マッチング・ネットワークのレイアウトに最適な部品値を選択する機能です。CEOは、全波整合回路最適化(FW-MCO)を使用して、放射効率、システム効率、Sパラメータなどの全波結果に対する寄生効果の影響を解析します。

CEOは、複数のアンテナからのEMカップリングとグランド・リターン電流パスを考慮した物理的整合回路レイアウトで直接集中回路素子を最適化することにより、バンド間キャリアアグリゲーションと複数の周波数帯域の課題に対処している。

CEOについてもっと知る...

 

XFdtdを用いたマッチングネットワーク設計シミュレーション例

シンプル・マッチング・ネットワーク・チュートリアル・プレビュー


このチュートリアルでは、簡単なマッチング・ネットワークを解析し、回路図エディタを使用して全波FDTDの結果に適用するためのXFのワークフローを示します。

重要なポイント 

  • XFdtdの回路図エディタを使用して、シンプルなアンテナ整合回路の設計と解析方法を示します。
  • 例として、グランドプレーン上に設置した逆L字アンテナを放射体として用いる。
    まずFDTDシミュレーションを実行し、不整合アンテナインピーダンスと広帯域Sパラメータを特性評価する。
  • 回路図エディタで集中定数型整合回路を作成し、FDTDシミュレーションにリンクする。
  • マッチングネットワークは後処理で適用されるため、完全なEMシミュレーションを再実行することなく迅速な評価が可能となる。

 

シンプル・マッチング・ネットワーク・チュートリアル...

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ダイプレックス・マッチド・アンテナのチュートリアル・プレビュー


このチュートリアルでは、ダイプレックス・マッチド・アンテナを評価し、2つの異なるマッチング・ネットワークの状態を同時に解析するためのXFのワークフローを紹介します。

重要なポイント

  • XF回路図エディタを用いたダイプレックス整合アンテナの評価を示す。
  • GPS L1および2.4 GHz Wi-Fi動作用に設計されたデュアルバンドアンテナ。
  • FDTDシミュレーションを用いて、不整合Sパラメータとアンテナインピーダンスを抽出する。
  • GPS用とWi-Fi用の独立したアームを備えたダイプレックス・マッチング・ネットワークを実装する。

ダイプレックス・マッチド・アンテナのチュートリアルを見る...

XFdtdの回路図エディタを使用した固定帯域マッチングアンテナの調整 チュートリアル・プレビュー


XFdtdの回路図エディターには、マッチング・ネットワークのチューニング機能が搭載されており、ユーザーは設計目標に合わせてコンポーネント値を簡単に調整し、回路の動作をより深く理解することができます。

重要なポイント

  • XFdtdの回路図エディタと解析ツールを使用して、固定帯域アンテナ整合回路を調整する方法を示します。
  • 既存のFDTDアンテナシミュレーションから開始し、アンマッチドアンテナインピーダンスとSパラメータを提供する。
  • 回路図環境内で、集中定数型整合ネットワークがアンテナモデルに接続されている。
  • この例は、広帯域適合ではなく、特定の周波数帯域における性能の最適化に焦点を当てている。

固定帯域マッチド・アンテナのチューニング・チュートリアルを見る...

XFdtdの回路図エディター・プレビューを使用したチューナブル・マッチ・アンテナの調整


このチュートリアルでは、複数の動作モードを調整(チューニング)して、容量値が様々な周波数帯域に適合する容易さを実演します。XFの回路図エディタとチューニングスライダーバーを使用すれば、瞬時に適切な値を見つけられます。

主なポイント:

  • XFdtdの回路図エディタを使用して、調整可能な(可変)アンテナ整合回路を調整する方法を示します。
  • 既存のFDTDアンテナシミュレーションを基盤とし、その不整合インピーダンスとSパラメータを出発点として構築する。
  • マッチングネットワークには、固定値の代わりに可変コンポーネント(可変コンデンサやインダクタなど)が含まれる。
  • 調整可能なコンポーネントには自動的に調整スライダーが生成され、リアルタイムでの調整が可能になります。

チューナブル・マッチ・アンテナのチュートリアル...

XFdtdの回路図エディタを使用した動的整合アンテナ


このビデオチュートリアルでは、アンテナの固有インピーダンスを2つの条件(自由空間内と頭部に対する場合)でシミュレートします。また、2つの状態が可能な3ポートスイッチも含まれています。

重要なポイント 

  • 切り替え可能な部品を用いて、異なる負荷条件下でアンテナを動的に適合させることを実証する。
  • 2つのアンテナ環境がモデル化される:自由空間と人頭近傍。
  • 初期シミュレーションでは、両方の負荷シナリオにおいて不整合アンテナが原因で性能が劣ることが示されている。
  • 電圧源、並列インダクタ、直列インダクタを用いて整合回路の回路図を作成する。

ダイナミック・マッチド・アンテナのチュートリアル...

ネットワークシミュレーションと設計リソースのマッチング

 

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