안테나 설계 및 통합은 5G 전화 통신, 무선 사물 인터넷(IoT) 노드, Wi-Fi 인터넷 네트워크, 근거리 및 위성 통신 및 기타 다양한 애플리케이션. 견고한 안테나 설계와 견고한 시스템 통합이 없으면 해당 애플리케이션의 성능이 심각하게 저하될 수 있습니다. 개발 일정을 유지하고 비용 제약을 충족시키면서 효율성, 이득, 대역폭, 패턴 특성 및 환경에 대한 민감도 감소에 대한 요구 사항의 균형을 맞추는 것은 어려운 작업이 될 수 있습니다.
다행히 설계자는 안테나 설계 및 통합에 사용할 수 있는 다양한 전자 설계 자동화(EDA) 도구를 보유하고 있습니다. 두 개의 FAQ 중 첫 번째에서는 이러한 EDA 도구 중 일부를 살펴봅니다. 포괄적인 검토는 아니지만 부품 공급업체 및 테스트 장비 제조업체의 가능성이 포푸리되어 있습니다. XNUMX부에서는 계속해서 범용 EDA 도구 회사와 전문 도구 제조업체의 제품을 탐색합니다.
NFC, IoT, GPS, Wi-Fi, 블루투스 등
NFC 리더기는 최적의 판독 범위 및 신뢰성을 포함하여 올바른 작동을 보장하기 위해 견고한 안테나 설계가 필요합니다. NXP는 NFC 안테나 튜닝 및 매칭 속도를 높이기 위해 안테나 설계 도구를 제공합니다. 이 프로세스는 사용되는 NXP 안테나를 선택하는 것부터 시작됩니다. 이 도구는 L에 대한 권장 값을 자동으로 제공합니다.0 안테나 길이 및 폭, 트랙 폭, 트랙 사이의 간격, 추가 중첩 영역 트랙 두께, 회전 수, 회전 지수, 회로 기판 두께 및 Epsilon r(εr)에 대해 사용자가 제공한 합성 값을 기반으로 하는 기타 필터 구성 요소. 각각의 경우 권장 값이 제공되지만 디자이너는 특정 디자인 사례에 필요에 따라 이를 변경할 수 있습니다. 이 도구는 일치하는 네트워크 구성 요소에 대한 값도 제공합니다(그림 1).
셀룰러, Wi-Fi, GNSS/GPS, LPWAN 또는 ISM 연결이 필요한 설계자를 위해 Antenova는 설계 도구의 소스입니다. 이러한 도구에서 다루는 중요한 고려 사항에는 안테나 배치 모범 사례, 구성 요소 레이아웃 권장 사항, 접지면 공간, 비아, 인클로저 재료 및 간격을 포함한 최고의 RF 성능을 위한 PCB 최적화가 포함됩니다. 또한 안테나 테스트 및 인증에 대한 지침도 포함되어 있습니다.
Kyocera AVX는 또한 5G, Wi-Fi, Bluetooth, Zigbee, GNSS/GPS 및 ISM 애플리케이션에서 안테나 선택 및 통합을 위한 다양한 설계 도구를 제공합니다. 다양한 제조업체의 인기 있는 RF 모듈과 함께 사용할 수 있는 최고의 안테나를 식별하고 안테나 통합 및 튜닝에 대한 11가지 모범 사례를 자세히 설명합니다. 예를 들어, IoT 솔루션 옵티마이저는 자산 추적, 건물 관리, 기계 모니터링과 같은 다양한 애플리케이션을 위한 안정적인 NB-IoT 솔루션 개발 속도를 높이도록 설계되었습니다. 또한 이 도구는 다양한 CAD(컴퓨터 지원 설계) 응용 프로그램에서 설계 결과를 공유하기 위한 .dxf 파일을 제공합니다.
MIMO, 능동 빔 형성 및 위상 배열
5G NR(New Radio), 레이더, 위성 및 기타 AAS(첨단 안테나 시스템)를 위한 MIMO(다중 입력, 다중 출력) 안테나 및 능동 빔 형성은 로데슈바르즈에서 제공하는 도구를 사용하여 설계하고 모델링할 수 있습니다. 빔포밍 안테나 설계는 복잡하지만 technology AAS의 표준 기능입니다. 최신 설계에는 유연성을 위한 디지털 빔 형성과 효율성을 위한 아날로그 빔 형성이 결합되어 설계 복잡성이 증가합니다. 효과적이고 효율적인 설계를 위해서는 RF 구성요소의 비선형 특성을 식별하고 보상하는 것이 필요합니다. 위상 시프터, 스위치 및 증폭기와 같은 개별 구성 요소에는 전도성 테스트가 필요합니다. 시스템 수준 테스트와 AiP(안테나 인 패키지)가 포함된 고도로 통합된 프런트엔드에는 OTA(무선) 테스트가 필요합니다. 설계자에게는 다양한 수행 및 OTA 설계 검증 솔루션이 필요합니다.
AAS 설계자는 복잡한 RF 시스템을 설계, 설계 및 검증할 수 있는 단일 플랫폼을 제공하는 키사이트의 W4804B PathWave 시스템 설계 코어를 활용할 수도 있습니다. 이 플랫폼은 Spectrasys 및 Dataflow 시뮬레이터에서 지원되므로 설계자는 RF 구성 요소 동작과 DSP 제어를 정확하게 모델링할 수 있습니다. 도식 표현은 RF, 디지털 및 하이브리드 빔포밍의 개발을 지원하며 다양한 크기와 구성의 어레이를 구축하기 위한 간단한 안테나 구성 도구를 포함합니다. 또한 이 환경에는 키사이트 EM 도구의 유연한 안테나 모델링 입력이 포함되어 있으며 타사 소프트웨어의 데이터를 수용할 수 있습니다. PathWave 시스템 설계는 또한 많은 RF 시스템 엔지니어링 도구와 데이터를 공유합니다(그림 2).
요약
안테나 시스템을 개발할 때 설계자는 까다로운 성능 요구 사항을 충족하는 동시에 출시 기간 및 비용 제약도 충족해야 합니다. 두 FAQ 중 첫 번째는 부품 제조업체와 테스트 장비 공급업체의 일부 안테나 EDA 도구를 소개합니다. XNUMX부에서는 일반 EDA 도구 공급업체와 전문 도구 제조업체의 옵션에 대한 논의를 계속합니다.
참고자료
안테나 도구, Kyocera/AVX
안테나 찾아 통합하기, Antenova
MIMO 및 능동 빔포밍 시스템 설계 및 테스트, Rohde & Schwarz
NFC 안테나 설계 허브, NXP
PathWave 시스템 설계 코어, RF, 통신/DSP, 위상 배열, 키사이트