Anten Sistemlerindeki S-Parametrelerin Temelleri

Scattering parameterları veya S-parametreleri, lineer RF ağ analizinin temel taşı oluşturur.[Döneticileri değiştir][Döneticileri, alt üst düzeyleri, alt üst düzeyleri, altları, altları, altları, altları, altları, altları, altları, altları, altları, s.

Yeniden yapılandırılabilir antenler, S-parametreler dinamiktir. Her bir yapılandırma durumu - frekans, desen veya kutuplaşma - farklı doğrusal bir ağ için uygun veya basit bir şekilde ayarlandığında S-parametre matrisi.[Döneticileri elektrik davranışına tam bir açıklama yapar.] Örneğin, diyotlar, düşük çözünürlükte bir anten kullanarak, bu tür bir işlem sırasındaki düzeltmeler ve bir frekans ayarlandığında.

S-parametreleri ayrıca, Kaliscade analizine olanak sağlar. Tasarımcılar, bir eşleşen ağ, bir faz değiştiricisi veya standart mikrodalga ağ teorisini kullanarak filtreyi birleştirir. Keysight ADS veya Cadence AWR gibi araçlar, ölçüm dosyasında tam ön uçları simüle etmek için bu yeteneğinden yararlanabilirler.

Yeniden yapılandırılabilir Anten Mimarileri ve S-Parametrelerin Rolü

Yeniden yapılandırılabilir antenler üç birincil kategoriye girer: frekans yapılandırılabilir, desen yapılandırılabilir ve kutupizasyon yapılandırılabilir. Fiziksel ayar mekanizmaları değişir -PIN diyotlar, varactors, MEMS anahtarları, sıvı metal, veya ferroelektrik malzemeleri - her devlet, uyumlu bir matrisi çeker, izolasyonu ve darbeleyicileri.

Frekans yapılandırılabilir Antenler

Bu tasarımlar, bir spektrumda sürekli olarak birden çok grup veya ayar içerir. Anahtar S-parametre metrikleri içerir - 10 dB her eyaletteki eğime karşı (birkaç kanala göre) devre dışı bırakma modelinin doğrulanması. Örneğin, bir slot anteni, bir değişkenlik içinde açık bir değişim olacaktır.[Dönemli bir yükleyicisi için).

Desen yapılandırılabilir Antenler

Desen yeniden yapılandırılır ([Dönetici) ana lobun yönünü veya şeklini değiştirir.In the anten uses multiple feed points, karşılıklı darbe terimleri ()[Dönemli 3 ), port-to-port izolasyonunu değerlendirmek için tam Sij).

Polarizasyon-Rekonurable Antenler

Bu antenler lineer (horizontal/vertical) ve dairesel (sol-hand/right-hand) kutuplaşmaları[Döneticiler) ile iki yönlü bağlantı sağlar: [Döneticiler [Döneticiler, her bir veyatogonal port (örneğin, x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x

S-parametreler ve uzak alan özellikleri arasındaki ilişki radyasyon verimliliğini ve kazanmaktadır. Tek girişli antenler için, verimlilik, [[0)|S)11|) ile kullanılabilir, ancak çokluport yapıları, aynı anda ekspermetre karakterizasyonu için hesap veren aktif yansıma katları gerektirir.

S-Parameter Ölçüm ve Simülasyon Yöntemleri

Doğru Sparameter verileri, her bir ayarlı kalibrasyon (SOLT, TRL veya eCal) için frekans aralığına kadar uzanan bir vektör ağı analiz cihazı (VNA) kullanıyor.In bütünleşik tasarımları için karmaşık veriler kullanılır.Invücutlu elemanlar için DC önyargı gerektirir, tam ayarlı iki kanal kalibrasyon (SOLT, TRL, veya eCal) VNA portlar ve antenler arasındaki bağlantı noktası.

Otomatik ölçüm kurulumu yaygındır: VNA her S-parametre setini yakaladığı zaman programlanabilir bir gerilim kaynağı döngüsü. Bu hızlı veri toplama büyük parametre süpürücüleri ve histerik veya sıcaklık etkilerini tanımlamaya yardımcı olur. Örneğin, bir varactor-tuned anten iki dakika içinde 50 önyargı noktası arasında ölçülebilir, sonuçlanan S-parametre dosyaları (0.2 taş format) sistem düzeyinde simülatörülere veya sıcaklık etkilerini tanımlamaya yardımcı olur.

Donanımın inşa edilmesinden önce parametrik süpürücüler ve tolerans analizlerine izin vererek ANSYS HFSS, CST Mikrodalga Stüdyosu veya Altair FEKO, her devlet için tüm yapının tamamını çözmüş durumdaki ölçümler ve tolerans analizleri sağlayarak optimizasyon araçlarına yol açıyor.Rekonurable components as topaktlı RLC sınırlarının - bu tür frekansları veya devre dışı bırakabilir.

Tekrarrodite garanti etmek için mühendisler genellikle “S-parametre parmak izi” kullanır ve her ilgili devletin tüm karmaşık matrisi, anahtarlarda sonlu izolasyon ve yanlı bir odadaki ölçümler dahil olmak üzere gerçekçi koşullar altında performans tespit edilir.

S-Parameters kullanarak tasarım optimizasyonu

Yeniden yapılandırılabilir bir antenin optimizasyonu, S-parametrelerin her bir amaç için seçim ve yeniden yapılandırma elemanlarına rehberlik etmesiyle ilgilidir. Hedef çok-objective: Her eyalette en yüksek bant genişliği, en aza indirmek, yüksek izolasyon sağlamak ve istenen radyasyon özellikleri sağlamak.S-parameters her bir hedef üzerinde hemen geri bildirim sunmak.

Yanan Tuning

Frekans ayarlanabilir bir anten için, tasarımcı arsaları 11[Döneticileri)[Döneticileri veya boyutlandırmak için.Sweeping the negative flowss or improve the-ubeight.

Isolation-Driven Optimizasyon

Multiport antenleri için, darbe katları ([DÜDÜ:0) [Dönetici:2])[DÜye Olmayanlar[DÜye Olmayanlar İçindekiler[DÜye Olmayanlar İçindekiler[DÜye Olmayanlar İçindekiler)[DÜye Olmayanlar İçindekiler (SÜye Olmayanlar))) Eşleştirme ağları, yanlışlıklı zemin yapıları veya tarafsızlaştırma hatlarının altında kalmalıdır.

Aktif SParametre Optimizasyonu

Anten birden çok eşzamanlı sinyaller tarafından hazırlanırken, portİLDÜ'deki aktif yansıma katsayısı:0)))[Dönetici)[FLT: 4|D|D|D|D|D|D|D|D|Dönetici|Dönetici|Dönetici|Dönetici|Dönetici|Dönetici|Dönetici|Dönetici|Dönetici|s )[Döneticileri için bu hesapları, özellikle de uygulanabilir.

Uygulamada, optimizasyon genellikle genetik algoritmaları veya ek devre dışı modeller kullanır. S-parametre alanı, sonlu bir geçiş sistemi veya önyargı gerilimleri ile eş zamanlı olarak çalıştırılır. geri dönüş kaybı ile ilgili bir maliyet fonksiyonu, telafi edilebilir performans.Çünkü S-parametreler tam uzak-alan çözümlerinden daha ucuzdur, yüzlerce iterasyon verimli bir şekilde çalıştırılabilir.

Pratikler ve Ortak Pitfalls

Sparametre verilerini yorumlamak gerçek dünya etkilerini farkındalık gerektirir. Referans, antenin tasarlanmamış olduğunu (normal olarak 50 ULL) Eğer yeniden yapılandırılabilir bir anten, VNA'nın referansı, uygun şekilde veya veri işlemede yeniden formüle edilmesi gerekebilir.

Yeniden yapılandırma elementleri - PIN diyotlarının psiko-fi direnci, değişkenlerin tepki kaybı - genel verimlilikten yoksundur.Bu kayıplar her zaman net bir şekilde elde edilmez veya performans gösterir.).[Dönetici:2][Dönder:0)[Dönetici:0)[Dönderilmiş bir kayıp / 7|Döneticileri düşük bir yansımaya sahiptir[Dönetici).

Bir diğer ortak meydan okuma, önyargı ağlarının bant sınırlaması olarak hareket eder ve bu etkiyi etkileyen bir RF yükü olarak hareket eder. Proper choke inductor tasarımını veya çeyrek dalgalı stublar yüksek RF-DC izolasyonunu korurken, önyargı çizgisini otomatik olarak değiştirebilir ve geri yüklemesi tekrar değişebilir.

Termal sürüklenme ve bileşen toleransı ayrıca S-parametre tekrarlanabilirliği de etkiler. Varactors, ısı ile eğimli değişimleri gösterir, alteringİLFLT:0[/FONT][/FONT][/TR][/FONT=3][/FONT=D][/FONT=D][/FONT=FONT=D][/FONT=D FONT=)[D][/FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=D][/FONT=FONT=I][/FONT=FONT=)))))[FONT=I=I=I=I=I=I=I=I=I=I=I=I=I=I=I=I=I=I=I=I=I=I=I=I=I=I=I=I=I=I=I=I=I=I=I=I=I=I=I=I=I=I=I=I=I=I=I=I=I=I=I=I=I=I=I=I=I=I=I=

Vaka Çalışması: PIN Diode Rekonurable Patch Dizi

Yöntemi göstermek için, PIN diyot kontrollü parasitik elementlerle 2×2 bir yama serisini göz önünde bulundurun[Dönemli bir kiriş ve eğimli bir kirişle değiştirilen 3 )[Dönemli)[Dönemli olmayanlar arasında 3 ).[Düzücükler, yüksek çözünürlükte, 12/08/2009)

İlk prototip 4port VNA ile ölçüldü. Kontrollü S-parametreler, eğimli durumda 3.7 GHz'de beklenmedik bir rezonans dışında eşleştirilmiş simülasyonu bıraktı. Zaman-domain gating (derived from the S-parameters), resonance'un ortaya çıkardığı son tasarım tüm özellikleriyle karşı karşıya kaldı.

İkinci bir vaka, varactors kullanarak iki bantlı yeniden yapılandırılabilir bir yuva antenini içerir.SQUD 3, 30 önyargılı noktadaki parmak izi sürekli bir ayar aralığı 2.4 GHz'den 3.6 GHz'ye kadar 3,5'e kadar bükülerek:0)[D[DÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜye Olmayan bir okumaya bağlı olarak, tasarıma karşı olan bir sıcaklık farkının bir araya gelmesiyle sonuçlanabilir.

S-Parameter Yaklaşımının Avantajları

  • [FONT:0)Direct imkansızlık:[Dönemli:[Dönemli) Yanma katları, bir anlık güç transferinin resmi, eşleşen ağ tasarımını basitleştirmek.
  • [FONT=0)Fast optimizasyon döngüleri: [Döneticiler, simülasyon ve ölçümde hızla elde edilir, uzun alan hesaplamaları olmadan verimli iteratif tasarım sağlar.
  • [FONT:0)Universal uyumluluk:[Dönetici:[Döneticileri, transceivers, güç yükselteçleri ve kirişler ile ortak iletişim kurmaları.
  • [FONT:0)Complete state Açıklama:[Dönetici:0)[Dönetici:0)[değiştir | kaynağı değiştir] Her bir geçiş için bir dizi S-parametreler, doğrusal davranışı tamamen karakterize eder ve belirli bir bağlantı koşulu için en iyi konfigürasyon seçimine izin verir.
  • [FONT=0)Sistem seviyesi modelleme: [Dönetici:[Dönetici: 0) MIMO kanal modelleri anten port parametrelerini gerektirir; S-parametreleri kullanarak modelleme hatası azaltır ve algoritma gelişimini hızlandırır.

Sınırlamalar ve Tamamlayıcı Yöntemler

Sparametreleri doğrudan radyasyon ölçümlerini veya tam zamanlı ağ simülasyonlarını ölçmez. İyi bir dürtü maçı bir yönerge kalıbı veya yüksek verimlilik garanti etmez. Bu nedenle, S-parametre analizi yüksek güç altında simülasyon desenleri veya tam zamanlı ağ parametreleri ile eşleştirilir (X-parametreleri) kullanılır, ancak en uygun şekilde yapılandırılabilir bir şekilde yapılandırılabilir olan bazı düzeltmeler için, en uygun şekilde tasarım kapsamını geri almak için.

Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç

Sparametre tekniklerini yapılandırılabilir anten tasarımı, her yapılandırma durumunda titiz, verimli ve ölçeklenebilir bir gelişme çerçevesi sunar.Sparametreli sistem entegrasyonundan önce, saçılma matrisi paylaşılan bir dil bridging elektromanyetik fizik ve devre tasarımı sağlar.In scrutinating yansıma, iletim ve montaj katlarını her yapılandırma durumundan optimize ederek, ayarlama aralıkları optimize eder ve güvenilir alan performansı sağlar.S-parametrelerin ustalığı daha fazla kullanılabilir bir ön uçları talep etmeye devam eder.Insing dynamicy of S-parameters will stay central to creating high-per-per-perable antenler.

Mikrodalga ağ analizi hakkında daha fazla okuma için, ziyaret edin:0)Mikrodalga Dergisi[Dönetici:0)[Dönetici:2|Görüntüler)[Döneticileri/Fıralamalar için)[Döneticileri için) [Döneticileri için)|Dönlendirmeler için, yüksek çözünürlükte bulunan ve yüksek çözünürlükte bulunan (Dönlü) veya HIZSÜŞMESÜSÜSÜSÜSÜSÜSÜSÜSÜSÜŞÜN) tarafından kullanılabilir.