안테나 설계 및 시뮬레이션
효율적인 안테나 설계를 위한 SIMULIA 전자기 시뮬레이션
시뮬레이션은 RF 안테나 설계에 어떤 도움을 주나요?
안테나 설계는 대역폭, 편광, 지향성과 같은 사양을 충족하는 올바른 안테나를 선택하는 것입니다. 안테나 시뮬레이션은 최적의 안테나 설계를 찾는 데 도움이 되며, 실제 환경에서 설치된 성능과 간섭을 파악합니다.
안테나 유형에는 어떤 것이 있나요?
안테나는 연결된 모든 장치 및 무선 시스템의 기초를 형성합니다. 스마트폰, 컴퓨터, 전자 임플란트, 산업 기계, 차량, 기차, 항공기, 우주선 등 거의 모든 현대 장비에는 WiFi, Bluetooth, 5G를 포함한 통신 프로토콜 안테나가 들어 있습니다. 6G 및 초대형 위성군 인터넷 같은 새로운 추세는 새로운 안테나 설계 및 설치가 필요합니다.
또한, 안테나는 통신 이외에도 많은 적용 분야에서 사용됩니다. 레이더 시스템은 안테나를 사용하여 전파를 송수신하고, 레이더 시스템은 안테나를 사용하여 전파를 송수신하고, 다른 많은 센서는 안테나를 사용하여 환경에 대한 데이터를 수집합니다. 대부분의 의료기기는 통신(예: 웨어러블 모니터), 영상(예: 마이크로파 영상), 치료(예: 무선 주파수(RF) 온열요법), 충전(예: 임플란트)에 안테나를 사용합니다. 무선 에너지 전송 및 에너지 수확은 무선 주파수를 전류로 변환하는 렉테나 시스템의 일부로 안테나를 사용합니다. 이 시스템은 무선 주파수 식별(RFID) 및 근거리 통신(NFC)의 기초를 형성합니다.
안테나 설계
안테나의 설계는 중심 주파수, 대역폭, 효율성, 지향성/게인과 같은 사양을 충족하기 위해 매우 중요합니다. 그러나 배치도 마찬가지로 중요합니다. 배치되는 플랫폼은 설치된 성능에 큰 영향을 미칠 수 있습니다. 복잡한 실제 환경에서 전파되면 커버리지 문제가 발생하거나 무선 시스템 간의 공동 사이트 간섭이 일어날 수 있습니다.
안테나 시뮬레이션
시뮬레이션은 안테나 개발 및 통합의 모든 단계에서 실행 가능한 안테나 설계를 생성하고, 사양에 맞게 최적화하고, 설치된 성능 및 RF 노출을 해석하는 데 사용할 수 있습니다. SIMULIA 안테나 합성 및 전자기 시뮬레이션 도구는 안테나 엔지니어에게 모든 적용 분야에 필요한 도구를 제공합니다.
무선 안테나 시스템
SIMULIA 전자기 시뮬레이션 도구는 안테나 자체와 함께 피드 및 튜닝 회로, 필터, 멀티플렉서 및 도파관과 같은 기타 구성 요소를 설계하는 데에도 사용할 수 있습니다. 자세한 내용은 마이크로파 및 RF 시뮬레이션을 참조하세요.
안테나 설계 및 시뮬레이션 워크플로
- 선택
- 설계 마법사
- 3D 시뮬레이션
- 배열 시뮬레이션
- 임피던스 매칭
안테나 선택
모든 무선 시스템의 성공은 적용 분야에 적합한 안테나를 선택하는 것으로 시작됩니다. 다양한 안테나 유형이 매우 많고 문헌에 항상 새로운 디자인이 등장하기 때문에 작업에 가장 적합한 안테나를 찾는 것이 어려울 수 있습니다. SIMULIA 안테나 마구스는 사용자가 안테나 데이터베이스를 검색하고 탐색할 수 있는 도구입니다.
안테나 설계 마법사
SIMULIA 안테나 마구스 설계 마법사는 필요한 사양 및 치수에 맞는 안테나 유형을 자동으로 제안하고, 지정된 주파수에 맞춰 시뮬레이션 가능한 모델을 구축할 수 있습니다. CST Studio Suite, WASP-NET, Fest3D를 비롯한 기타 SIMULIA 합성 도구는 전문 안테나 및 피드 적용 분야를 위한 강력한 설계 자동화 도구를 제공합니다.
3D 안테나 시뮬레이션
안테나 설계는 CST Studio Suite에서 3D로 수정 및 해석할 수 있습니다. 피드와 같은 다른 요소를 추가하고 재료를 수정할 수 있습니다. 최적화는 커플링 및 기생 효과를 고려하여 안테나 성능을 미세 조정할 수 있습니다. 사용자는 원거리장 방사 패턴, 지향성, 게인, S-파라미터 등의 표준 안테나 KPI는 물론 5G와 같이 적용 분야에 대해 특별히 정의된 KPI를 계산할 수 있습니다. 근거리장도 계산하여 안테나 배치 시뮬레이션을 위한 소스로 내보내질 수도 있습니다.
안테나 배열 시뮬레이션
CST Studio Suite Array Wizard를 사용하여 안테나 배열을 구축할 수 있습니다. 개별 요소부터 무한 배열로의 최적화, 최종 유한 3D 배열 시뮬레이션에 이르기까지, 설계의 모든 단계를 통합 워크플로로 결합하여 사용자가 배열 모델을 신속하게 구축할 수 있습니다. 초대형 배열도 고성능으로 신속하게 시뮬레이션할 수 있습니다.
안테나 임피던스 매칭
안테나는 일반적으로 더 큰 모듈의 일부이며, 피드, 레이돔, 지상 평면 및 기타 요소의 근접 효과는 성능에 영향을 미칩니다. 매칭 회로는 모듈에 안테나를 설치하여 발생하는 임피던스 불일치를 보정할 수 있습니다. 시뮬레이션은 최상의 성능을 달성하는 튜닝 회로 값을 찾을 수 있습니다.
- 고출력 피드 구성 요소
- 설치 성능
- 간섭 효과
- 인증
고출력 피드 구성 요소
고전력 진공 응용 분야, 특히 우주에서 멀티팩터 및 코로나 효과가 피드를 손상시킬 수 있습니다. 시뮬레이션은 열 효과를 포함한 잠재적인 실패 모드를 밝혀내어 안테나가 발사 후 안전하게 작동하도록 보장합니다.
설치된 안테나 성능 해석
플랫폼 효과도 중요합니다. 안테나가 설치된 플랫폼은 전파를 반사, 회절 또는 흡수하여 안테나 성능에 영향을 줄 수 있으며, 안테나와 플랫폼의 금속 본체가 결합되면 안테나 성능이 저하될 수 있습니다. 플랫폼이 노트북이나 스마트폰처럼 작고 복잡하든, 자동차나 항공기, 기지국처럼 전기적으로 매우 큰 경우든 관계없이 시뮬레이션을 통해 설치 성능을 계산하고 이상적인 안테나 배치를 찾는 데 도움이 될 수 있습니다.
공동 사이트 간섭 해석
거리, 사무실, 공장과 같은 복잡한 환경을 시뮬레이션하여 현실적인 시나리오에서 다중 경로 전파 및 예상 커버리지를 계산할 수 있습니다. 공동 사이트 간섭 및 안테나 디센스도 시뮬레이션을 통해 해석하고 완화할 수 있습니다. 안테나 시스템 간의 간섭은 잠재적인 EMI 위험을 강조하고 엔지니어가 이를 신속하게 완화할 수 있습니다.
시뮬레이션을 통한 인증
전송 기능이 있는 모든 장치는 전자기 간섭(EMI), 인체 RF 노출과 같은 주제를 다루는 수많은 안전 규정에 대한 인증을 받아야 합니다. 시뮬레이션을 통해 실제 인체 모델 내부의 필드 패턴을 파악하여 전자파 흡수율(SAR) 및 기타 RF 노출 KPI를 측정하는 것보다 더 효율적으로 계산할 수 있습니다.
연방 통신 위원회(FCC)와 같은 기관은 다양한 인증 목적으로 측정 대신 시뮬레이션 데이터를 허용합니다. 시뮬레이션을 통해 가상 안테나 시제품을 제작하고 테스트하면 예전처럼 실제 시제품을 만드는 것에 비해 시간과 비용이 절약됩니다. 결과는 몇 주 또는 몇 달이 아닌 몇 시간 또는 며칠 내에 얻을 수 있습니다. 문제가 발견되면 신속하게 해결하고 다시 시뮬레이션하여 막판에 테스트에 실패하여 비용을 많이 들여야 하는 상황을 방지할 수 있습니다.
지금 바로 시작하기
안테나 설계 및 시뮬레이션 세계를 변화시키고 있는 기술 발전, 혁신적인 방법론 및 진화하는 산업 요구를 살펴보세요. SIMULIA로 한발 앞서 나가세요. 지금 살펴보세요.
안테나 설계 소프트웨어에 대한 FAQ
가장 단순한 유형의 안테나로 여겨지는 다이폴 안테나는 길이가 같고 동일한 축을 따라 정렬되는 두 개의 전도성 요소로 구성됩니다. 다이폴은 안테나의 길이에 따라 결정되는 동작 주파수 주변의 대역폭이 비교적 좁습니다. 전형적인 다이폴 길이는 반 파장 길이입니다.
그러나 프린징 필드로 인해 다이폴의 유효 길이는 파장의 절반보다 길어 실제 길이에서 나타나는 것보다 공진 주파수가 약간 낮습니다. 다이폴 안테나는 신호가 중앙에 적용되어 작동하므로, 요소가 주로 다이폴의 축에 수직인 전자기장을 방사합니다. 다이폴은 축 평면에 전방향성으로 배치되어 반파장 다이폴의 특유의 도넛 모양 방사 패턴이 발생합니다.
안테나는 유도 전자기 신호와 여유 공간 전파 확산 사이의 인터페이스에서 작동합니다. 안테나는 일반적으로 전도성 구조를 제공하는데, 여기서 공급된 신호가 분리되어 공간을 통해 이동할 수 있습니다. 동일한 안테나는 또한 전자기장을 수신하여 단자에서 전압 및 전류로 출력할 수 있습니다. 방사 패턴에 따라 선호하는 방사 방향이 결정됩니다.
안테나 설계는 전기 엔지니어링내에서 복잡하고 도전적인 분야입니다. 이론적 원리, 수학적 모델링, 실용적인 고려가 맞물리면서 어려움이 발생합니다. 안테나를 설계하려면 전자기 이론, 전파 특성 및 특정 적용 분야의 요구 사항을 깊이 이해하고 있어야 합니다. 그러나 전용 안테나 설계 소프트웨어를 사용하면 안테나 설계 엔지니어의 일상 업무를 보다 단순화할 수 있습니다.
안테나 마구스는 안테나 설계 및 모델링 과정을 가속화하기 위한 소프트웨어 도구입니다. 350개 이상의 안테나로 구성된 데이터베이스를 통해 요구 사항을 충족하는 가장 적합한 안테나 모델을 간편하게 선택할 수 있습니다.
기본 안테나 요구 사항 일치부터
안테나 마구스는 참조 데이터와 비교하여 검증된 신뢰할 수 있는 1차 설계를 제공합니다. 각 안테나는 철저히 조사되었으며, 설계 알고리즘은 다양한 테스트와 검증 루틴을 거쳐 광범위한 목표 조합에 대해 제대로 작동하는지 확인합니다.
엔제니어는 버튼 하나만 누르면 게인, 빔 폭, 대역폭, 임피던스와 같은 특정 목표에 맞는 안테나를 설계할 수 있습니다.
"성능 평가" 기능은 설계된 안테나를 빠르게 분석하여 해당 소자가 최종 설계에 적합한 후보인지 여부를 파악할 수 있습니다.
3D 전자기 시뮬레이션의 목적에 맞는 안테나 모델 정의까지
안테나 마구스의 내보내기 기능은 안테나 설계에 필요한 시간을 절약하여 시뮬레이션 소프트웨어를 마스터할 필요성을 줄여줍니다. 이를 통해 새로운 개념과 설계 아이디어를 신속하게 테스트할 수 있습니다. "즉시 실행 가능한" 파라메트릭 시뮬레이션 모델을 사용하면 지원되는 3D 전자기장(EM) 시뮬레이션 도구의 기능을 보다 효율적으로 활용할 수 있습니다. 모델을 조합하면 새로운 위상을 신속하게 구현할 수 있습니다.
더 알아보기
SIMULIA의 지원 서비스 알아보기
SIMULIA 전문가와 상담하여 당사의 솔루션이 모든 규모의 조직에서 원활한 협업과 지속 가능한 혁신을 실현하는 방법에 대해 알아보세요.
시작하기
학생, 교육, 전문가 및 회사를 위한 교육과정과 클래스가 제공됩니다. 당신에게 맞는 SIMULIA 교육을 찾아보세요.
도움받기
소프트웨어 및 하드웨어 인증, 소프트웨어 다운로드, 사용자 설명서, 지원 연락처 및 서비스 제공에 대한 정보를 확인하세요