Simulation d'une antenne PIFA à l'aide de HFWorks pour SOLIDWORKS

Article par Nadya Gary mis à jour le 14 juillet 2016

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HFWorks pour SOLIDWORKS aide les concepteurs à dimensionner leurs composants passifs RF et hyperfréquences (filtres, coupleurs, antennes, guides d'ondes, etc.) afin de garantir des performances optimales. HFWorks est parfaitement intégré à SOLIDWORKS, ce qui permet aux utilisateurs de SolidWorks d'exécuter des simulations directement sur leur modèle CAO, sans avoir à échanger des données à chaque modification de conception. Ainsi, toutes les modifications de conception peuvent être traitées de manière transparente.

Dans ce billet de blog, nous exécutons une simulation d'antenne HFWorks pour examiner une antenne planaire en F inversé (PIFA) conçue pour fonctionner à 0,88 GHz et 1,6 GHz.

Antenne PIFA typique

Figure 1 : antenne PIFA

Comment fonctionne une antenne PIFA ?

Les concepteurs d'antennes sont toujours à la recherche de moyens créatifs pour améliorer les performances. Une méthode utilisée dans la conception d'antennes patch consiste à introduire des broches de court-circuitage (du patch au plan de masse) à différents endroits. Le PIFA fonctionne comme décrit ci-dessus, il est mis à la terre sur un côté de l'antenne patch, soit en un seul point, soit sur toute la longueur d'un côté.

Les antennes PIFA sont largement utilisées dans les applications de téléphonie mobile. Une exigence importante est que lorsqu'un téléphone cellulaire est placé contre l'oreille de l'utilisateur, la puissance rayonnée vers la tête de l'utilisateur doit être minimisée, tandis que le rayonnement maximal doit être dans la direction opposée pour assurer une meilleure réception du signal. L'antenne PIFA permet d'atteindre cet objectif.

Ce type d'antenne nécessite un point de masse sur le patch, ce qui réduit la taille du patch d'une antenne demi-onde à une antenne quart d'onde. Cette diminution de la taille rend les PIFA plus faciles à dissimuler dans les téléphones cellulaires miniatures d'aujourd'hui. La figure 2 montre une antenne PIFA typique dans SOLIDWORKS :

Modèle 3D isométrique

Figure 2 : Modèle 3D isométrique

Antenne PIFA simulée à l'aide de HFWorks pour SOLIDWORKS

HFWorks peut calculer avec précision l'affaiblissement d'insertion, l'affaiblissement de retour, le champ magnétique, le champ électrique, les paramètres d'antenne (puissance rayonnée, puissance acceptée, gain, rayonnement) pour une conception d'antenne donnée. Les figures 3 et 4 montrent le résultat de la simulation du champ électrique et du champ magnétique à 1,6 GHz.

Simulation d'antenne à l'aide de HFWorks pour SOLIDWORKS - Distribution du champ électrique

Figure 3 : Distribution du champ électrique

Distribution du champ magnétique

Figure 4 : Distribution du champ magnétique

La figure 5 montre la perte de retour s11 en dB et la figure 6 montre l'intensité de rayonnement à 1,6 GHz et phi=225◦.

Perte de retour S11 en dB

Figure 5 : Perte de retour S11 en dB

Graphique polaire de l'intensité du rayonnement à 1,6 GHz

Figure 6 : Graphique polaire de l'intensité du rayonnement à 1,6 GHz

En savoir plus sur HFWorks pour SOLIDWORKS

HFWorks for SOLIDWORKS est le premier et le seul logiciel entièrement intégré et certifié Gold Certified pour SOLIDWORKS qui aide les utilisateurs de SOLIDWORKS à étudier leurs conceptions RF et hyperfréquences de manière transparente. Il peut utiliser la géométrie créée à l'aide de SOLIDWORKS directement pour la simulation. Son interface utilisateur émule celle de SOLIDWORKS, de sorte qu'il n'y a pas de courbe d'apprentissage associée au logiciel HFWorks. Contactez-nous au sujet de la version d'évaluation et du prix de HFWorks pour SOLIDWORKS et découvrez comment il vous aide à concevoir de meilleurs produits RF et micro-ondes.

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