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RF 与微波工程 博客文章

智能微波炉的优化设计

2019年 11月 13日

你有没有过这样的经历:当你坐下来享用微波炉加热过的食物时,咬下第一口被烫伤了嘴,而下一口却又是冰冻的。这是因为传统的微波炉并不总是均匀地加热食物。现在, Illinois Tool Works (ITW) 食品设备制造集团正在使用仿真软件模拟一种新型固态微波加热方法,以创造出智能家用厨具,可以同时加热多种食物到各自所需的温度。这个设计对于我们这些迫不及待想要将食物吃到嘴里的人来说,无疑是一个大好的消息。

如何合成天线阵列的辐射方向图

2019年 4月 4日

当我们为高速、高数据速率通信研究相控阵天线并创建原型时,通过使用天线阵列系数可以节省时间和计算成本。这样,我们就无需通过一个完整的三维波动方程来分析整个结构。 天线在物联网,IoS,SatCom 和 5G 中的应用 在当今生活中,有一些常见的射频流行语,比如物联网(IoT),空间互联网(IoS),卫星通信(SatCom)和5G。通过更高的数据速率和工作频率,使得人们满足对无线通信的需求,同时也使带宽比以前高得多也宽得多。 当我们通过5G移动网络发送或接收信息信号时,其预期的工作频率比传统移动系统的工作频率高得多,因此不可避免地会存在电磁波的明显衰减,导致信号完整性问题。为了使通信系统可以在有限的功率下使电磁波传播更长的距离,我们有必要部署一个高增益天线,该天线可以塑造像很尖锐的铅笔状波束一样的远场辐射方向图。这使我们能够在更长距离内不间断地传递信息。 大碟形天线使我们可以进行长距离通信。通过 Wikimedia Commons 在公共领域中的图像。 孔径天线,如蝶形天线和喇叭天线,将为上述目的提供足够高的增益。这些高增益天线的远场辐射方向图具有非常窄的角度扫描范围,并且电磁波的可见区域是有限的。为了扩大通信覆盖范围,可以通过使用一个万向架在机械上旋转天线来扩展其扫描能力。然而,孔径天线需要大量空间才能安装,并且可能不适合在消费类电子产品中使用(您不会想在手机上安装一个大型碟形天线!)   甲单极天线阵列示出光束扫描能力。 简而言之,天线阵列就是一组由特定空间和相位结构连接起来的天线。阵列可以克服上述障碍,并且可以根据天线单元的类型进行保形和小型化,从而形成阵列和材料特性。 如果小型化是一个设计元素,那么选择合适的天线单元非常重要。设计规范可以决定需要部署哪种类型的天线单元。 使用阵列因子的好处 尽管天线阵列的体积小于孔径型天线的体积,但与单个天线相比,其仿真计算成本仍然很高。不需要对整个结构进行完整的三维模型仿真,也不需要牺牲过多的分析精度,我们仍然可以将阵列因子相乘,从单个天线元件的辐射方向图估计天线阵列的远场辐射方向图。 定义三维模型中的均匀阵列因子表达式为 \frac{sin(\frac {nx (2 \pi dx sin\theta cos\phi + \alphax)} {2})}{sin(\frac{2 \pi dx sin\theta cos\phi + \alphax}{2} )} \frac{sin(\frac {ny (2 \pi dy sin\theta sin\phi + \alphay)} {2})}{sin(\frac{2 \pi dy sin\theta sin\phi + \alphay}{2} )} \frac{sin(\frac {nz (2 \pi dz cos\theta + \alphaz)} {2})}{sin(\frac{2 \pi dz cos\theta + \alpha_z}{2} )} 其中 nx,ny 和 nz 分别是沿 x轴,y 轴和 z 轴的阵列单元数。dx,dy 和 dz 项是在仿真中使用以波长表示的阵列单元之间的距离。alphax,alphay 和 alphaz […]

如何使用数值端口进行 RF 分析

2018年 10月 12日

使用COMSOL Multiphysics®软件中提供的数值端口功能和附加RF模块,可以通过边界模式分析以数值方式计算具有任意形状的端口模式。通过添加频域或自适应频率扫描研究,可以获得 S参数和史密斯图。数值端口还能使我们计算工作在横向电磁(TEM)模式下的传输线的特征阻抗。

时域和频域之间的射频信号转换

2018年 9月 25日

当我们用有限元法(FEM)分析高频电磁学问题时,常常会在频域中计算 S 参数而不考虑互补域(也就是时域)中的结果。在时域中,我们可以找到其他有用信息,例如时域反射器(TDR)。在本篇博客文章中,我们将演示两个域之间的数据转换,以便通过快速傅立叶变换(FFT)处理得到所需计算域中的有效计算结果。

优化介质谐振器天线的性能

2018年 9月 13日

随着 5G 和其他无线毫米波应用的兴起,依赖单极天线、偶极天线和贴片天线的前端天线解决方案有所增加。在这些器件中,由于有损硅衬底材料的影响,辐射效率往往会受损。看一下介质谐振器:使用这些谐振器(由非金属材料制成)的天线具有更高的辐射效率。为了提高高频下的方向性和增益,工程技术人员可以通过仿真优化介质谐振器天线(DRA)设计。

借助射频仿真研究三端口铁氧体环行器设计

2018年 7月 13日

快速了解微波环行器以及如何使用“RF 模块”对其进行建模。演示案例为三端口铁氧体环行器。

研究电磁带隙结构的解耦效应

2018年 5月 16日

电磁带隙(EBG)结构能够抑制多余的电磁干扰,并提高天线之间的电磁兼容性(EMC),由此提升天线的表现性能。了解如何借助仿真研究电磁带隙的解耦效应。

分析螺旋天线的两种工作模式

2018年 5月 3日

螺旋天线设计简单,但功能强大,常用于智能植入装置、RFID 设备、无线电设备、GPS 和空间探测器等。您可以使用 RF 仿真来分析此类天线的不同工作模式。


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