Antenna Toolbox

 

Antenna Toolbox

设计、分析和可视化天线单元和天线阵列

 

Antenna Toolbox™ 提供了设计、分析天线单元和阵列并使其可视化的功能和应用程序。您可以使用具有参数化几何结构的预定义单元或任意平面单元设计独立的天线并建立天线阵列。

Antenna Toolbox 使用矩量法 (MoM) 计算端口属性(如阻抗)、表面属性(如电流和电荷分布)以及电场属性(如近场和远场辐射方向图)。您可通过 2D 和 3D 的形式展示天线的几何结构以及分析结果。

也可将天线和阵列集成到无线系统当中,并使用阻抗分析方法设计匹配网络。Antenna Toolbox 提供了用于仿真波束成形和波束控制算法的辐射方向图。可从您的设计生成 Geber 文件,用于生产印刷电路板 (PCB) 天线。您可以在汽车或飞机等大型平台上安装天线,并分析结构对天线性能的影响。借助站点查看器,您可以使用各种传播模型在 3D 地形图上可视化天线覆盖范围。

天线设计

从参数化单元的目录或天线设计器应用开始,快速计算并可视化阻抗和远场辐射方向图。

天线目录

使用参数化单元的目录(包括不同类型的偶极子天线、单极子天线、贴片天线、螺旋天线、分形天线和喇叭天线等)设计并可视化天线。添加反射器或空腔等背衬结构,并指定电介质基板。

天线设计器应用

快速选择和设计符合您规格的天线。通过几个步骤即可优化、分析和可视化天线的性能并进行迭代,直到结果符合您的要求。

使用天线设计器应用设计的宽频带螺旋天线。

阵列设计

设计线形、矩形、圆形和共形天线阵列。使用 S 参数和嵌入式单元辐射方向图,考虑互耦和边缘效应。

阵列目录

从目录中选择天线或确定自定义单元,设计天线阵列。使用相同天线单元的多个实例或定义一个异构阵列。

互耦

通过多端口 S 参数矩阵,确定多输入多输出 (MIMO) 系统中天线之间的相关矩阵、研究相控阵系统中超短间距天线对辐射方向图的影响,以及评估电耦合效应。

使用 Antenna Toolbox 设计的天线阵列示例。

自定义几何结构和加工

设计任意平面天线或天线阵列,并为快速原型和加工生成 Gerber 文件。

印刷电路板 (PCB) 天线

设计任意平面(2D 和 2.5D)天线和阵列。组合几何形状,以便定义天线的边界,增加多个电介质层,插入通孔以用来连接金属层,并指定探针或内插馈电点。

Gerber 文件生成

为 PCB 天线加工生成 Gerber 文件并使其可视化。选择连接器和制造服务,以快速建立 PCB 天线原型。

使用 Antenna Toolbox 设计并建立原型的微带馈电的槽隙天线。

平台安装的天线和大型结构

导入描述飞机、轮船或汽车等大型结构的 CAD 文件。在平台上安装天线,分析其对性能的影响。

大型结构

粗略估算具有无限单元数量的大型阵列。在一系列扫描角度上分析无限阵列并计算扫描单元方向图。粗略估算具有无限地平面的大型安装平台和背衬结构。

抛物面反射器和偶极子励磁机的辐射方向图。

平台上的天线安装

在汽车、飞机或轮船等平台上安装天线和天线阵列。结合使用物理光学方法与矩量法,分析大型结构对天线性能的影响。

用 STL 文件进行描述的飞机结构,用作天线安装平台。

射频传播

使用不同的传播模型在 3D 地形图上可视化覆盖范围和通信链路。

覆盖范围

评估发射器和接收器的天线场地,标绘通信链路,可视化覆盖范围和信号强度。使用 3D 交互式地图来分析雷达和基站定位的不同方案。

投影在地球上的通信链路和发射器覆盖范围。

射频传播模型

使用适合自由空间传播和天气效应的传播模型,计算覆盖范围和通信链路属性。使用 Longley-Rice 或 TIREM™(Terrain Integrated Rough Earth Model,地形整合粗糙地表模型)传播模型,考虑地球绕射与反射。

辐射方向图文件

导入、导出和交互式可视化使用 3D 或极坐标图的近场和远场辐射方向图。

导入和可视化自定义方向图

从 MSI Planet 天线文件(.MSI 或 .PLN)导入辐射方向图。使用 3D 或极坐标图可视化远场和近场数据。以交互的方式检查数据和计算天线指标。

自定义数据的极坐标图和天线指标。

分析、基准测试和优化

运用全波 3D 矩量法 (MoM) 分析天线、优化其性能,并比较结果与测量数据。

矩量法

运用全波 3D MoM 分析天线单元与阵列。计算端口属性,如阻抗和 S 参数、电流和电荷分布以及近场和远场辐射方向图。

天线网格结构,包括运用 MoM 分析的 3D 电介质层。

天线优化

运用多设计变量的局部和全局优化方法来改进天线的性能。通过使用并行计算和机器学习技术(如代理模型)加快优化速度。

为在顶点达到最大方向性而优化的八木天线结构。

基准测试和验证

使用 Antenna Toolbox 将分析结果与天线测量数据或最新的科学论文相比较。

模拟和测量的峰值方向性(复印已获得 IEEE 许可)。

系统集成和仿真

执行无线收发器的端到端仿真,包括天线和阵列。开发匹配网络并评估系统仿真中的互耦效应。

调节和匹配天线

通过在天线表面上插入集总元件来调节天线的谐振频率和带宽。在使用 RF Toolbox™ 设计匹配网络过程中,使用天线和天线阵列的阻抗和 S 参数。

MIMO 系统仿真

使用嵌入在阵列中的天线单元的复合辐射方向图,开发波束成形和波束控制算法。评估天线单元之间的偶合,考虑边缘效应,在考虑天线相关性时仿真信道性能。

包含天线阵列分析结果的系统级仿真的示例。

最新特性

已安装天线分析

对安装在电大平台上的天线执行分析

STL 数据导入和导出

从 STL 文件中导入平台对象,将天线几何结构导出到 STL 文件

PCB 叠层改进

在多边形板形状上定义印刷天线,使用印刷天线阵列的多个馈源生成 Gerber 文件

共形阵列的子阵列

包括线性、矩形和圆形阵列,作为共形阵列中的单元

锥形螺旋线、交叉偶极子、H 形槽贴片、谢尔宾斯基地毯和闵可夫斯基环路

使用参数化几何结构设计、可视化和分析五种新天线

TIREM™ 传播模型

使用 TIREM™ 传播模型可视化在 3D 地形图上计算的路径损耗

站点查看器改进

从 MATLAB 命令行上启动、配置和关闭站点查看器窗口,并导入 3D 地形 DTED 数据文件

关于这些特性和相应函数的详细信息,请参阅发行说明

使用 MATLAB 和 Antenna Toolbox 设计天线和天线阵列

使用 MATLAB 进行 5G 新无线电设计

使用照片进行全波天线分析

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