Современная электроника №7/2019

ПРОЕКТИРОВАНИЕ И МОДЕЛИРОВАНИЕ 78 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 7 2019 Проектирование двухдиапазонной Wi-Fi-антенны при помощи ПО NI AWR и Optenni Lab на основе материалов Premix PREPERM Рис. 2. Антенны были синтезированы в AntSyn согласно заданным спецификациям Рис. 1. Структура процесса проектирования антенны в программном обеспечении NI AWR и создания прототипа на основе Premix PREPERM В статье рассматривается проект двухдиапазонной Wi-Fi-антенны для работы в режиме «многоканальный вход – многоканальный выход» (MIMO). Важной частью проекта является использование продвинутых программных инструментов синтеза, таких как AWR AntSyn и Optenni Lab, позволяющих сократить время получения готовой к производству конструкции антенны вместе с цепями согласования и питания. Прототип разработанной антенны изготавливается из материалов PREPERM компании Premix для тестирования и сравнения результатов моделирования и измерений. Якко Юнтунен (Optenni Ltd) , Ян Ярвеляйнен (Premix Group) , Дерек Линден (NI AWR) В ВЕДЕНИЕ Технология антенн типа «много- канальный вход – многоканальный выход» (MIMO) считается ключевой для обеспечения работы телекомму- никационных систем и устройств нового поколения благодаря возмож- ности увеличения пропускной спо- собности приёмопередающих трак- тов за счёт использования несколь- ких приёмных и передающих антенн и, как следствие, получения преиму- ществ многолучевого распростране- ния сигнала. В этой статье будет рассмотрен про- цесс проектирования электрически малой антенны для применения в Wi-Fi-устройствах, основанный на применении современных инстру- ментов проектирования: платформы NI AWR Design Environment, а имен- но 3D планарного электромагнит- ного (ЭМ) симулятора AXIEM и уни- кального инструмента ЭМ-синтеза антенных устройств AntSyn™, и плат- формы Optenni Lab™ для оптимиза- ции системных параметров проек- тируемых антенн. Для моделирова- ния и прототипирования антенны были выбраны диэлектрики PREPERM производства компании Premix. Пра- вильный выбор материала – важ- ный этап процесса проектирования (см. рис. 1), определяющий возмож- ность получения низких потерь на высоких частотах. П РОЦЕСС ПРОЕКТИРОВАНИЯ Проект двухдиапазонной Wi-Fi- антенны на 2,4 и 5 ГГц с цепями согла- сования ориентирован на примене- ние современных материалов и мето- дов, позволяющих спроектировать устройства S- и C-диапазонов с воз- можностью последующего масшта- бирования для применения в составе стационарных и мобильных платформ на более высоких частотах, напри- мер, в миллиметровом диапазоне. Для антенн был выбран материал PREPERM PPE370 с диэлектрической проницае- мостью ε r =3,7; для согласующих цепей – PREPERM 255 ( ε r =2,55). Размер платы – 90 × 50 мм, номинальные частоты про- екта – 2,4 ГГц, 5–6 ГГц. Для улучшенной развязки между двумя антеннами была построена специальная схема. Общая эффективность антенны была задана на уровне –2 дБ и более; расчёт эффек- тивности осуществлялся по следующей формуле: , где R rad –сопротивлениеизлучения, R loss – сопротивление потерь, учитывающее Базовый проект 3D-анализ и симуляции Изготовление прототипа Тестирование прототипа Одобрение проекта Массовое производство