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MicroStripes帮助ProLogic公司解决苛刻的天线设计挑战

日期:2012-06-19

ProLogic用MicroStripes仿真的天线实物及仿真模型和计算结果

ProLogic使用MicroStripes电磁仿真软件成功的解决了一个苛刻的天线设计挑战。ProLogic最初的天线设计方案中出现方向图背瓣过大,使得后向发射过大,影响到放置在其后的相控阵雷达的正常工作。使用MicroStripes软件让ProLogic的工程师们用很短的时间和代价评估了20多种不同的天线改进设计,节约了巨大的设计成本。ProLogic公司的首席RF系统工程师Larry Fry据此谈到"当实际制造出最终的设计产品后,实测其各项指标完全符合用MicroStripes软件仿真的结果,使用MicroStripes软件仿真给我们提供了一个非常可行的解决问题的设计方案。"

 
ProLogic公司有超过200名的员工,公司业务专门面向政府机构并为其提供信息技术解决方案。最近,ProLogic公司接到一个将快速跳频的数字通信系统与雷达集成在同一个天线罩里面的设计项目。其中雷达的工作频段为1250-1350MHz,跳频通信系统的工作频段为960-1215MHz。最初的天线设计中背瓣的大小为960MHz时-16dBi、1215MHz时-6dBi,这些背瓣将天线的发射能量直接照射到了雷达的表面上。如图中所示,所设计天线直接位于雷达相控阵天线(具有39dB的增益)的上方,其中轴线上。
 
使用MicroStripes建立原始天线的模型,并将其作为评估的基线。MicroStripes区别与其他电磁场仿真软件的地方在于它所使用的用于解决麦克斯维方程组的核心算法是TLM法(传输线矩阵法),TLM法可以在一次计算中得到整个频段上的宽带响应。MicroStripes另一个更优越的特性是它在计算时使用等效的传输线矩阵来直接计算这些线上的电压和电流,这样可以比用传统的网格来计算电场和磁场节约更多的计算内存和CPU占用时间。
 
谈及MicroStripes 的作用,Fry说道"MicroStripes帮助我们建立了很多种不同的天线改进模型,并仿真计算从其中筛选可用的模型。如果没有MicroStripes,我们很难在很短的时间内用最少的代价找到最好的天线设计形式。在最终的模型中,我们在距离天线底部1到2米的位置上计算出有105-115mV/m的场强,后来,在天线制造出来后的实测中在同一位置用探针所测的场强值与仿真值之间仅误差5%。”
 
此外Fry还补充道"ProLogic使用MicroStripes软件已经超过3年时间,这个工具替我们在一些需要耗费数月及大量金钱的仿真上节约了很多的时间及金钱。当我们在使用MicroStripes建模或者计算碰到问题时,Flomerics的技术支持工程师总是很热情积极的为我们服务,这让我感到我们总是在Flomerics优先服务的范围内。不过最让我印象深刻的还是该软件的计算准确性,我们在这个项目以及其他项目中的计算结果之准对于电磁场仿真来说真是非常的惊人!"。
 
FLOMERICS
 
 
FLOMERICS公司创立于1988年,是全球第一个开发专门针对电子设备热设计仿真软件的公司,自1989年推出FLOTHERM电子热分析软件以来就一直居于市场领导地位并引领该行业的技术发展。目前FLOMERICS公司还是一家在伦敦股票交易所上市的高技术软件公司。在1999年,FLOMERICS公司还兼并了在时域电磁场分析方面全球领先的KCC软件公司,推出了全球首个系统结构级电磁兼容仿真软件FLO/EMC,目前FLO/EMC和FLOTHERM软件已实现完全无缝和同一界面的协同设计,可共享几何模型,令结构设计工程师可以快速方便地全面分析系统的散热与电磁兼容性这一对矛盾并得出符合二者要求的设计方案。2004年初,FLOMERICS公司还推出了专门针对电子线路设计工程师开发的PCB电路板级热设计软件FLO/PCB以及与Cadence公司Allegro无缝接口的FLO/PCB for Allegro软件。2005年5月,FLOMERICA公司全资收购了MicReD公司,推出申博热测试系统并在硅谷建立了测试实验室;2006年7月,FLOMERICS公司收购了以研发流动和传热的仿真技术见长的NIKA GmbH 公司全部股份资本,将CFD技术深度嵌入主流MCAD 软件,不但为FLOTHERM软件未来的发展注入了新的技术动力,并将客户扩展到非电子设计领域。
(注:著名三维CAD软件开发商SOLIDWORKS公司的申博及热分析软件COSMOS-FLOWORKS就一直是由NIKA GmbH 公司开发的)
 
作为电子热分析领域技术的领导者和标准制定者,FLOMERICS公司拥有业内数量最大的电子热分析专家队伍,FLOTHERM不但是全球第一套专业电子散热分析软件,也是目前唯一拥有参数化和目标驱动优化设计功能、全球标准IC封装热分析模型库(Flopack)及CAD模型自动热等效简化功能的软件,其中Flopack芯片封装热分析模型已被美国JEDEC组织作为全球唯一的IC热模型标准。FLOMERICS公司一直并会继续领导全球电子散热设计技术的发展。
 
Flo/EMC软件是目前全球唯一专业分析系统级电磁兼容性的仿真软件,其核心采用基于时域的先进的Advanced TLM---高级传输线法。Flo/EMC拥有一次求解就获得整个系统频率响应(屏蔽效能)的高效分析能力,另外还独家拥有处理通风孔、缝隙、空间线缆、集总电路等系统级EMC分析关键细节的TLM等效模型技术,真正实现了宽频带、大尺寸的系统级电磁兼容性仿真分析。
 
依据独立的第三方调查显示,目前全球80%以上的电子产品热设计工程师都在依靠本公司的FLOTHERM与Flo/EMC软件进行散热设计与电磁兼容性分析,客户包括大型跨国电气产品制造商、全球所有位于前十位的PC/工作站/大型计算机制造商、所有主要的电信交换设备制造商、所有主要的网络硬件制造商、世界上最大的半导体制造商和申博申博及军事领域内最大的几个供应商。
 
Microstripes是功能强大的三维电磁计算仿真软件。Microstripes三维电磁场分析软件采用高级时域传输线矩阵(TLM)求解Maxell方程组。在时域通过冲击脉冲激励,可以一次性求解出系统整个宽频的响应。Microstripes友好的图形操作界面,独特OCTREE网格划分技术等特点使其成为分析复杂、电大尺寸天线及微波官网模型电磁场特性的理想工具。
 
FLOMERICS公司在全球40几个国家和地区都有分支机构或分销商从事市场与技术支持,其中英国、美国、法国、德国、意大利、瑞典、中国、日本、韩国、新加坡、印度等地区都拥有全资分支机构,覆盖了全球所有主要的电子生产、研发地区。

 

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