شبیه سازی آنتن (Antenna) با کامسول
شبیه سازی آنتن (Antenna) با کامسول برنامه های آنتن در اینترنت اشیا، IoS، SatCom و 5G یک موضوع مشترک در میان کلمات مرسوم RF امروزی، مانند اینترنت اشیا (IoT)، اینترنت فضا (IoS)، ارتباطات ماهواره ای (SatCom) و 5G وجود دارد: نیاز به ارتباطات بی سیم که می تواند نرخ داده بالاتری را با فرکانس کاری و پهنای باند به ترتیب بسیار بیشتر و گسترده تر از آنچه قبلا IoT بود.
هنگامی که سیگنال‌های اطلاعاتی را از طریق یک شبکه تلفن همراه 5G ارسال یا دریافت می‌کنیم، جایی که فرکانس عملیاتی مورد انتظار آن بسیار بیشتر از یک سیستم تلفن همراه سنتی است، ناگزیر از تضعیف امواج الکترومغناطیسی قابل‌توجهی رنج می‌بریم که باعث مشکلات یکپارچگی سیگنال می‌شود. برای اینکه موج الکترومغناطیسی مسافت طولانی تری را با مقدار محدود توان در یک سیستم ارتباطی طی کند، لازم است یک آنتن با بهره بالا مستقر شود که الگوی تابش میدان دور را مانند یک پرتو بسیار تیز و مداد مانند شکل دهد. این ما را قادر می‌سازد تا به مسافت‌های طولانی‌تری برای ارائه اطلاعات بدون وقفه برسیم. آنتن‌های دیافراگم، مانند آنتن‌های بشقاب و بوق، سود کافی برای این اهداف را فراهم می‌کنند. الگوی تابش میدان دور بسیار تیز از آنتن‌های با بهره بالا، دامنه اسکن زاویه‌ای بسیار باریکی دارد و ناحیه قابل مشاهده یک موج الکترومغناطیسی محدود است. برای تقویت ناحیه تحت پوشش برای ارتباط، قابلیت اسکن آن را می توان با چرخش مکانیکی آنتن با گیمبال افزایش داد. با این حال، آنتن‌های دیافراگم برای نصب نیاز به فضای قابل‌توجهی دارند، از نظر حجمی، و ممکن است برای استفاده در لوازم الکترونیکی مصرفی مناسب نباشند – شما نمی‌خواهید یک آنتن بشقاب بزرگ به تلفن همراه خود اضافه کنید! به عبارت ساده، آرایه آنتن است. ، یک دسته آنتن که توسط یک فضای خاص و پیکربندی فاز به هم متصل شده اند. آرایه ها می توانند بر موانع ذکر شده در بالا غلبه کنند، و می توانند بر اساس نوع عنصر آنتن، منسجم و کوچک شوند و یک آرایه و خواص مواد تشکیل دهند.
انجام پروژه کامسول شبیه سازی آنتن (Antenna) با کامسول
اگر کوچک سازی یک عامل طراحی باشد، انتخاب یک عنصر آنتن مناسب مهم است. مشخصات طراحی ممکن است تعیین کند که چه نوع عنصر آنتنی باید مستقر شود.
مزایای استفاده از ضریب آرایه
اگرچه حجم یک آرایه آنتن کمتر از حجم یک آنتن نوع دیافراگم است، اما هزینه محاسباتی آن برای شبیه‌سازی در مقایسه با مطالعه تک آنتنی هنوز بالاست. بدون اجرای یک شبیه‌سازی کامل مدل سه‌بعدی در کل ساختار و به خطر انداختن دقت آنالیز بیش از حد، الگوی تابش میدان دور آرایه آنتن را می‌توان با ضرب ضریب آرایه از الگوی تابش یک عنصر آنتن تخمین زد. تابع فاکتور آرایه در ماژول RF و برای انجام پروژه comsol میتوانید اقدام کنید.
تایپ یک عبارت طولانی از یک معادله یا برنامه نویسی حتی یک کد ساده با استفاده از عملکرد روش می تواند مانعی برای یک مطالعه سریع باشد. خوشبختانه، ماژول RF، افزودنی به COMSOL Multiphysics، یک عملکرد پس پردازش فاکتور آرایه را ارائه می دهد. پس از یک شبیه‌سازی آنتن منفرد با ویژگی فیزیک محاسبات حوزه/حوزه دور، تابع فاکتور آرایه یکنواخت سه‌بعدی در زیر تعاریف > توابع از منوی زمینه پس پردازش برای بیان نمودار قابل دسترسی است. مقاله شبیه سازی و آموزش کامسول RF میتواند به دانش امواج الکترومغناطسی کمک کند.
نتایج
شبیه سازی 3 بعدی تمام موج برای یک سیستم آرایه آنتن بزرگ، حافظه فشرده ای دارد و زمان و هزینه محاسبات را افزایش می دهد. با استفاده از روش مجانبی همانطور که در مورد آن بحث شد، با ضرب متغیر پس پردازش میدان دور یک عنصر آنتن منفرد با ضریب آرایه یکنواخت، می توانید به سرعت تحلیل الگوی تشعشع آرایه آنتن را تخمین بزنید. با این حال، این رویکرد به جفت شدن میدان در بین عناصر آرایه نمی‌پردازد. بنابراین، فقط برای مطالعات امکان سنجی نمونه اولیه سریع قابل اجرا است. تجزیه و تحلیل تمام موج در کل ساختار آرایه ممکن است برای بررسی دقیق بهره و سطح لوب جانبی مورد نیاز باشد. برای شبیه سازی های زمان-هارمونیک، حوزه فرکانس، حل متغیرهای وابسته را می توان در یک زاویه دلخواه (فاز) ارزیابی کرد. پسوند داده دینامیکی کامل هارمونیک متغیر “root.phase” تعریف شده داخلی را در حین تولید انیمیشن از 0 به 2 پی تغییر می دهد.
عبارت زیر انیمیشن آرایه آنتن پچ میکرواستریپ 8×8 را ایجاد می کند، که محدوده 180 درجه از محور z تا محور x مثبت را از طریق محور x منفی اسکن می کند.
