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时间:2020-03-22
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1、阵列天线设计流程与高级培训@ANSYS中国主要内容•阵列天线与仿真流程1背景•宽带无限大阵列仿真•实际有限大阵列仿真方法与技巧2阵面设计•阵列RCS评估•新一代场路耦合收发模块设计方法3场路耦合•馈电系统与阵列天线的双向耦合仿真•阵列与载体平台4更多实际条件•多物理场(热,结构)阵列天线的应用需求•电扫描天线阵列由于诸多优点成为主流;•阵列规模大,仿真存在挑战;•T/R组件集成,耦合效应强,要求精度高;•平台效应以及实际工作时的多物理场效应,影响设计指标相控阵列天线系统概述运载平台有源通道天线阵列BFNA
2、mpCirculatorInputI500模块级设计要点T/R模组天线阵列BFNAmpCirculatorInputI5001)单元超宽带设计6)通道宽带化设计2)阵列高增益、低副瓣7)大功率射频发射模块:TWT,铁氧体移相器,PA(无源)3)方向图赋形8)基于MMIC的T/R模块(有源相控阵)4)扫描盲区预评估9)天线信号处理与DBF技术(有源相控阵)5)低天线RCS系统级设计难点运载平台天线阵列有源通道BFNAmpCirculatorInputI5001)天线与有源T/R模组的相互作用(有源)2)T/
3、R模组的系统稳定性(有源)3)带运载平台的方向图畸变4)评估带运载平台的天线系统的扫描盲区5)对飞机内电缆的电磁干扰(EMI)波束成形广域搜索–余割平方波束聚束模式-泰勒权重16单元组阵天线单元的幅相控制发送/接收(T/R)模块功能框图天线单元波束形成网络环形器功率分配(BFN)TransmitReceive(幅度/相位)功放复制n个ExampleT/RModule新的设计手段:系统集成化开发天线+T/R组件天线单元环形器功放波束成形(BFN)功率分配关键问题与仿真技术•阵列天线与仿真流程1背景•宽带无限
4、大阵列仿真•实际有限大阵列仿真方法与技巧2阵面设计•阵列RCS评估•新一代场路耦合收发模块设计方法3场路耦合•馈电系统与阵列天线的双向耦合仿真•阵列与载体平台4更多实际条件•多物理场(热,结构)所需的仿真技术系列Ansoft解决方案NonlinearMaterials•电磁部件RadiationThermal–FrequencyMatching•设计管理Coupling–•NonlinearCircuit电路仿真–•热(散热)/应力(变形)–ANSYSMechanical–ANSYSFluent•工程化选
5、项:HPC,DSO,HFSSforECAD,。。。2.天线阵面设计辐射单元微带准八木天线(集成巴伦)回波损耗铁氧体环形器HFSS中的3D电磁场仿真远场辐射方向图AntennaDesignKit天线快速设计助手GUI-basedwizardtool•Automatesgeometrycreation,solutionsetup,andpost-processingreportsfor50commonantennaelements•AssistsinlearningtouseHFSSforantennades
6、ignParametricantennageometry•EasilymodifyparametersinHFSSaftergeneratinginitialmodel•FacilitatesparametricsweepsandoptimizationsSynthesisfeatureforeachantenna•Automaticallygeneratesphysicaldimensionsfordesiredfrequency•ProvidesstartingpointfornewdesignsAv
7、ailableAntennaTypes(part)PlanarDipoleWireDipoleRectangularPatchEllipticalPatchPyramidalHornE-planeSectoralH-planeSectoralConicalHornCircularRectangularHornHornWaveguideWaveguideArchimedeanSpiralLog-SpiralSinuousSpiralWireDipole天线阵介绍16x16单元天线阵•256Y-极化准八木天线
8、单元15mmx15mm单元尺寸•50o圆锥扫描频段9GHz~11GHz天线阵分析方法设计单元法计算量小考虑单元间互耦忽略阵列边缘效应不支持各单元任意幅相馈电验证有限大阵列包含所有电磁效应计算量大2.1天线阵面设计-单元法单元法仿真准八木天线天线单元仿真时采用周期性边界条件,使SlaveFloquetPort边界上的场不Master边界上的场相同或加入固定相差SlaveMaster天线单元采用微带T线馈电,设置为波端
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