案例研究
「Ansys 軟體的建模準確度對於我們在首次開發中就成功打造天線至關重要。節省開發週期、寶貴時間與經費，對每個人來說都非常重要，對於像 Argo 這樣的小型創新公司更是如此。此外，對於讓 Argo 在有限預算下完成開發目標，並提供滿足客戶與合作夥伴需求的高品質天線解決方案，Ansys 的新創公司計畫發揮了關鍵作用。」
— Manolis Frantzeskakis，Argo Semiconductors SA 執行長
5G 的環境正不斷演進。隨著 5G-Advanced 網路開放新的頻段，天線必須能夠支援 6GHz 頻段，並與新推出的私人網路與獨立基站相容。Argo Semiconductors 開發出一款為 5G 時代設計的超薄型天線。然而，天線的厚度帶來了頻寬上的挑戰，而無線電元件的高度整合也可能對天線造成不利的熱效應。
挑戰
5G 網路需要大量的無線電設備與更大型的天線陣列，這可能會影響訊號完整性。此外，6GHz 以下頻段的 5G 天線需要具備 3D 結構元件，這會提高開發與部署的成本。一種具前景的解決方案是重新設計天線陣列，使其可由傳統的印刷電路板 (PCB) 工廠生產，並整合與最佳化天線陣列與分配器/結合器的設計流程，打造能協同運作的元件系統。
Argo Semiconductor 的 4x8x2 天線陣列
工程解決方案
- HFSS 在面對大型陣列時表現卓越。
- 透過 HFSS 進行了各種參數化研究與最佳化分析，以有效滿足穩健的設計規格，同時啟用 Ansys HPC 進行平行解決方案分配以實現可擴展性。
- 透過 HFSS，ArgoSemi 善用天線陣列結構的重複性，開發出整合式 2D 印刷天線。
- 陣列設計被模擬為有限陣列，並在 S 參數與輻射方向圖中成功納入所有邊緣效應。
- 天線陣列與整合式多元素分配器/結合器或移相器的共同設計進行協同最佳化，並透過原型模擬及驗證，與全波模擬結果達成一致。
4x8 天線圖的輻射方向圖
效益
- Argo 估計，相較於其他競爭工具，它的開發時間縮短了約 30%。
- 這款 2D 印刷天線可透過一般 PCB 製程進行製造，無需為既有的 3D 天線結構使用客製化製程。
- HFSS 能涵蓋多種頻段的更廣頻率範圍。
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