天线匹配设计解决方案 – 欧普兰

解决方案

天线匹配电路设计解决方案

Optenni软件由芬兰Dr Jussi Rahola（原诺基亚研究中心天线首席专家）带领团队开发，是业界天线与系统匹配优化的专业软件。

用于超宽带天线、分支多频天线、多端口天线、开关调谐天线、MIMO、相控阵天线的匹配优化设计，可以大幅简化复杂的匹配仿真过程，对于相控阵天线（板级，IC，波导）能快速确定阵列天线激励幅度和相位参数，提升项目开发效率。

自2009年发布以来，得到业界广泛使用和一致好评。包括华为，OPPO，VIVO等知名企业。

软件兼容性：

支持主流LC元件模型库集成，例如：murata、TDK、AVX、coilcraft、TAIYO YUDEN、Johanson等
支持和NI AWR设计环境对接，能进行电路一键传送
支持Keysight、R&S、Anritsu等VNA仪表数据同步对接
支持Qorvo、WiSpry等多个公司可调谐、可切换组件模型导入

软件操作界面：

功能应用：

天线Snp数据,方向图数据导入

区别于其他EDA软件，Optenni软件架构是为天线设计开发的，可以便捷导入整个天线数据（s参数，远场方向图，辐射效率），包括阵列天线数据和激励矢量。
按照图示操作导入Optenni软件，然后进行天线和系统间阻抗优化匹配。

2.潜在带宽评估

天线设计中，天线自身的工作带宽不能满足要求，或多频段天线结构有一些未发掘带宽。对于导入的天线SnP数据，Optenni能快速评估带宽提升程度，也能发现多频天线一些潜在工作带宽。
潜在带宽评估以S11为目标，可以设置不同S11目标值给出多条曲线，选择最优方案。
图示为潜在带宽评估操作指引，可以在匹配级别处设置多个S11目标，仿真后进行比对。

3.自动匹配网络

完成条件设置后点击确定开始仿真，仿真时间一般几分钟完成。下面是生成的2阶LC匹配网络。

●Optenni给出多个可选匹配网络，按照指标优劣，拓扑自上而下排列。每个匹配拓扑在右边有对应LC值

4.天线损耗因素评估

按照总辐射效率优化后，Optenni能给出各个损耗因素占比分析图。
反射损耗
器件损耗
耦合损耗
天线辐射损耗
可以选择不同频点，观察选中频点损耗因素占比情况。
注意：只有导入天线辐射方向图数据，仿真中才能计算天线辐射损耗占比。

5.LC元件过功率评估

大功率系统易烧毁器件，因此匹配网络的LC元件要能承受系统的峰值功率。
Optenni可对匹配网络各个LC元件进行过功率评估
图中可设置最大输入功率，根据内建模型参数快速评估各个匹配LC元件是否存在过功率风险，并高亮提升。

6.容差评估

Optenni能对匹配网络中LC器件误差进行扫描，分析误差对系统性能的稳定性影响。根据稳定性图示结果，能快速确定可接受精度的LC器件，保证产品直通率。
评估前需进行LC元件误差强弱选择，以及评估次数选择。

7.微带线匹配

RF、毫米波频段天线匹配网络不能用集总LC元件实现，需用分布式微带线匹配，好处是降低损耗，弱化寄生影响，降低成本等等。
Optenni能对微带线匹配网络自动优化，根据设置的频带、阶数等，软件自动生成微带线的串并联拓扑结构，给出各微带线长宽物理尺寸。
Optenni提供板材介质属性设置窗口，保证仿真结果准确性。
微带线匹配优化和LC匹配类似，也是给出多种串并联结构，以及微带线的长宽物理尺寸。左边多个拓扑结构按照指标从优到差，自上而下排列。

8.多天线匹配

Optenni能进行多天线端口同时优化匹配。只需设置好不同端口工作频率，目标值，匹配网络参数即可，软件会自行完成各端口匹配。

9.阵列天线优化

Optenni 天线阵列模块通过对匹配电路和激励矢量的最优综合，实现最佳的阵列性能。不仅可以优化总系统效率，而且可在优化的同时，监控波束宽度、旁瓣、零点和ARCs等目标。

此外，该软件也支持双极化阵列和子阵列。通过与EM仿真软件的双向连接，设计人员可方便的优化（双极化）端口之间的隔离度。

10.载波聚合优化

11.LC模型库

Optenni软件集成大量LC模型库，涵盖主流供应商LC模型，例如：murata、TDK、AVX、coilcraft、TAIYO YUDEN、Johanson等，方便用户按需选取。仿真中能对实际LC模型进行自动优化生成匹配网络。
Optenni软件能自动下载LC模型库，用户只需简单点击即可。