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。

OPTENNI-天线优化软件

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
天线设计仿真软件

软件操作界面:

OPTENNI-天线优化软件

功能应用:

  1. 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。
天线潜在贷款评估

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

optenni-天线匹配电路设计软件

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。
optenni天线损耗因素评估

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。
LC过功率评估

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。
容差评估

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。
多天线匹配

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

载波聚合

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。
LC模型库