Proyecto de antenas: desarrollando productos de alto rendimiento


La comunicación sin cables está transformando nuestro mundo y una muestra de eso es el aumento exponencial durante los últimos años de la cantidad y densidad de antenas a nuestro alrededor. Esta es una tendencia que solo viene aumentando. Un ejemplo de esto es la existencia de centenas de antenas en una casa y millares en un predio comercial (wiFi, TV, Mobile etc.).

Este crecimiento significativo es guiado por la gran demanda de Internet de las Cosas (IoT), vehículos autónomos e iniciativas en el sector aeroespacial. Este aumento exponencial en la cantidad de antenas ocurre porque ellas están siendo integradas en diversos dispositivos para que la conectividad sin cables pueda existir.

Esta inevitable tendencia es responsable por grandes desafíos en las empresas desarrolladoras de productos con conectividad. Algunos de los principales desafíos son la falta de profesionales especializados en el desarrollo de las antenas miniaturas e integradas, de reglamentaciones más rigorosas en relación a la integración de múltiples antenas en productos cuyas dimensiones físicas son cada vez menores. También se puede destacar la interferencia y la falta de colaboración entre proveedores de antenas y sistemistas, son barreras para una integración rápida, eficaz y confiable de las antenas en los productos finales.

Actualmente existen herramientas que ayudan a resolver estos problemas en el desarrollo de estos proyectos / productos. Los productos de simulaciones electromagnéticas de ANSYS, anclados por el software ANSYS HFSS, son especializados para resolver los desafíos de comunicaciones sin cable con un flujo de trabajo poderoso, extremadamente colaborativo y tecnologías de punta.

Análisis realizado con el auxilio de ANSYS HFSS

Análisis realizado con el auxilio de ANSYS HFSS

El ANSYS HFSS viene con un software para síntesis de proyecto de antenas, el Antenna Design Kit. Este permite que los ingenieros, mismo con poca experiencia en el área electromagnética, puedan generar modelos de antenas ya tradicionalmente utilizados por la industria, y así optimizar y buscar rápidamente las mejores opciones de integración en un producto. Los usuarios simplemente determinan el tipo de antena a ser estudiado, la banda de frecuencias de operación, y el software crean un modelo totalmente parametrizado en segundos.

ANSYS HFSS y componentes 3D
Para tornar realidad la visión de la instalación de antenas en diversas cosas, precisa ser establecida una colaboración más efectiva entre integradores de antenas y los proveedores. Una nueva funcionalidad en el HFSS llamada de componentes 3D permite la colaboración de modelos HFSS criptográficos de componentes (como antenas) entre diversas empresas.

Los componentes 3D poseen todas las informaciones de una antena, pero el contenido es protegido y la propiedad intelectual puede ser ocultada, permitiendo así que los integradores de antenas reciban este modelo de proveedores y puedan realizar estudios sobre la antena en una plataforma con todas las informaciones de un modelo 3D de antena original, esto sin visualizar las informaciones propietarias del creador. Esta tecnología patentada es un quiebre de paradigmas y viene siendo adoptada rápidamente por proveedores de OEMs (Original Equipment Manufactures) para ganar ventaja competitiva.

Detalle interior de la geometría de una antena escondida

Detalle interior de la geometría de una antena escondida

Los componentes 3D pueden ser desarrollados por un ingeniero con experiencia y especializado. Entretanto, pueden también ser utilizados en cualquier simulación sistémica sin la necesidad de ninguna configuración de simulación. Esto permite que integradores de sistemas sin un profundo conocimiento sobre el funcionamiento del componente puedan utilizarlo en sus simulaciones de una manera extremadamente ágil, asegurando la confiabilidad de los modelos utilizados.

Las preocupaciones en relación a la performance de los productos involucran más de lo que el desarrollo de una antena ideal para sus aplicaciones. El posicionamiento e interacción de la antena con los demás dispositivos electrónicos deben ser estudiados cuidadosamente para evitar problemas de interferencia electromagnética y reducción en el desempeño de operaciones. La nueva versión de ANSYS HFSS introduce un nuevo solver o HFSS SBR+ que permite la evaluación de performances de antenas integradas en plataformas eléctricamente grandes (antenas en aviones, por ejemplo, en frecuencias arriba de 50 Hz).

Simulação aplicada à análise de antenas

Simulação aplicada à análise de antenas

El módulo opcional de ANSYS RF Option ahora también integra el ANSYS EMIT, software líder para identificación de RF cosite e interferencia electromagnética entre múltiplos transmisores / receptores. El software permite la identificación de problemas a través del análisis de sistemas incluyendo modelos de multi fidelidad para acoplamiento de antenas, sistemas de RF (Radio Frequency), cables, filtros y amplificadores. La posibilidad de Linkiar modelos HFSS con el EMIT permite realizar el análisis con extrema precisión.

Con ANSYS HFSS los usuarios tienen acceso completo a simulaciones de sistemas sin cables que permiten a los ingenieros desarrollar los productos de la Internet de las Cosas (IoT) virtualmente, con más seguridad y confiabilidad.

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