4G改變了生活
，5G將改變社會
，5G除chu了le在zai增zeng強qiang移yi動dong帶dai寬kuan應ying用yong場chang景jing下xia能neng夠gou豐feng富fu多duo媒mei體ti類lei應ying用yong場chang景jing，在zai用yong戶hu密mi度du大da的de區qu域yu增zeng強qiang通tong信xin能neng力li
，實shi現xian無wu縫feng的de用yong戶hu體ti驗yan之zhi外wai
，基ji於yu大da規gui模mo機ji器qi類lei通tong信xin的de物wu聯lian網wang也ye是shi5G通信技術的突破性應用場景，能夠衍生出智慧城市、智能家居、環境監測、工業自動化控製
、自動駕駛、遠程醫療等諸多具體的物聯網應用方向，5G的時代萬物互聯，新一代移動通信技術將給人類的生活帶來天翻地覆的變化。

 

萬物互聯的5G時代

 

5G時代對多射頻係統共存及抗幹擾設計提出的挑戰

 

從射頻的角度來看，5G技術先進性的原因之一是因為5G通信設備工作在更高的頻率，擁有更多帶寬。根據3GPP的定義，5G包括了如下圖所示的兩個頻譜範圍
，分別是Sub-6GHz低頻和mmWave毫米波高頻，在每個範圍內又細分了數十個頻段號用於分配給不同國家的不同電信運營商使用。

 

比如中國移動得到了2515MHz-2675MHz和4899MHz-4900MHz兩個頻段，中國電信得到了3400MHz-3500MHz頻段，而中國聯通則被分配到了3500MHz-3600MHz頻段，放眼全球則各個電信運營商頻段的分配就更加複雜。

 

不同的頻段在5G通信設備裏都對應著特定的射頻前端係統的硬件支持，對於5G通信設備而言，如何在擁擠而複雜的頻譜環境中讓自己不被其他頻段設備幹擾就成為了設計師必須要考慮的問題。

 

5G頻譜分布圖

 

此外

，5G移動終端設備除了支持5G通信製式以外，還必須向下兼容老的移動通信製式，比如2G GSM、3G WCDMA/CDMA2000/TDSCDMA、4G TD-LTE/FD-LTE等在未來相當長時間內仍然會繼續提供服務，所以隨著通信技術的不斷發展，通信設備上務必會搭載越來越多種類的通信係統。

 

比如最近發布的華為Mate 30 Pro 5G手機采用了最先進的5G天線設計，機身共有21根天線
，搭載了包括5G、4G、3G
、2G、WiFi、BT、GPS、NFC等在內多達8種不同移動通信係統

，這些係統在單獨工作的時候不會產生幹擾問題
，但當不同的通信係統同時工作的情況下
，產生的互調/交調頻譜分量或者噪聲信號很可能被抬高，導致某些極度敏感的通信係統（比如GPS）被嚴重幹擾到無法正常工作。

 

集成包含5G在內多種通信係統的手機仿真模型

 

5G通信技術下
，物聯網應用場景大量爆發
，除了移動通信設備外


，在汽車、工業設備，國防設備等平台上也會搭載包括5G通信在內的導航、探測、通信、測控
、數傳等眾多射頻係統，豐富多樣的係統特性包括了複雜的調製類型、超寬的頻率範圍、豐富的功率電平等。

 

這些平台上往往包含數十個射頻發射設備，這些發射設備中的倍頻器
、混頻器、功率放大器等由於諧波泄漏、雜散輻射等會產生大量的交調產物，而擴頻調製、調頻工作等使雜散輻射頻譜大量增加。

 

同時這些平台上還包括了相當數量的射頻接收設備，這些接收設備的工作頻段各有不同，其敏感頻率（如鏡像頻率，諧波頻率等）也各有不同，隨著軟件無線電
、數字化中頻、寬帶接收等技術的采用
，使這些接收係統受到幹擾的潛在風險大大增加，這些複雜的電磁幹擾以及與電磁頻譜相關的軍事力量、設備、係統和平台的影響成為決定整體係統和平台效能至關重要的因素。

 

搭載多種通信係統的平台設備

 

完美的射頻係統抗幹擾仿真方案需具備的幾大要素

 

ANSYS射she頻pin係xi統tong抗kang幹gan擾rao仿fang真zhen方fang案an提ti供gong了le一yi個ge複fu雜za射she頻pin環huan境jing中zhong電dian磁ci幹gan擾rao仿fang真zhen的de數shu據ju管guan理li與yu分fen析xi的de整zheng體ti框kuang架jia，將jiang尖jian端duan的de仿fang真zhen引yin擎qing與yu多duo保bao真zhen參can數shu化hua模mo型xing相xiang結jie合he，實shi現xian對dui任ren何he環huan境jing下xia共gong址zhi幹gan擾rao的de準zhun確que預yu測ce，如ru運yun載zai平ping台tai、通信基站以及個人電子設備的共存和靈敏度降低等。並且針對不同保真度登記的已知數據，可以進行不同層級的仿真分析。

 

zhetaofangzhenjiejuefangandeshejilinianshiyunxushejishizaishejizaoqijieduanjiukaishifangzhen，zhizhizhenggexitongshejiwanchenghoudeweihujieduan。zaishejihejichengdezaoqijiukedingweichugongzhiganraowenti

，dangdingweichuganraowenti
，zaiduishebeihuoxitongjinxingfourenhexiugaizhiqian，biankeyizairuanjianzhongjinxinggaishancelvedetansuoduibi，congerbangzhukehujieshengdaliangchengben。

 

而說到射頻係統共址及抗幹擾仿真解決方案，所需要注重的能力包括以下幾個方麵。

 

1 內置無線電模型庫和RF部件庫，方便射頻係統建模

 

多通信係統共存情況下的射頻抗幹擾仿真的第一步是對射頻係統的建模，射頻係統包含了收發機
、濾波器、雙工器、放大器、混頻器、天線等諸多器件，能夠支持用戶方便快捷地實現射頻係統建模成為抗幹擾仿真工具的重要技術要求。

 

ANSYS EMIT內置了多種通用的無線電模型庫，包括GSM、CDMA、WCDMA
、LTE、GPS


、WiFi

、藍牙、VHF/UHF通信、SINCGARS、CDL等(deng)許(xu)多(duo)通(tong)用(yong)的(de)無(wu)線(xian)電(dian)模(mo)型(xing)，用(yong)戶(hu)可(ke)以(yi)直(zhi)接(jie)調(tiao)出(chu)使(shi)用(yong)。對(dui)於(yu)實(shi)現(xian)特(te)殊(shu)功(gong)能(neng)的(de)定(ding)製(zhi)化(hua)無(wu)線(xian)電(dian)模(mo)型(xing)，客(ke)戶(hu)也(ye)可(ke)以(yi)通(tong)過(guo)參(can)數(shu)化(hua)輸(shu)入(ru)對(dui)其(qi)發(fa)射(she)頻(pin)譜(pu)和(he)接(jie)收(shou)頻(pin)譜(pu)進(jin)行(xing)定(ding)義(yi)，也(ye)可(ke)通(tong)過(guo)導(dao)入(ru)測(ce)試(shi)數(shu)據(ju)的(de)方(fang)式(shi)實(shi)現(xian)對(dui)未(wei)知(zhi)無(wu)線(xian)電(dian)模(mo)型(xing)的(de)建(jian)模(mo)。

 

EMIT內置的無線電模型庫以及可擴展的無線電模型

 

EMIT軟件中的無線電模型（Radio）可以是收發信機（Tranceiver）
、發射機（Transmitter）或接收機（Receiver），一個無線電模型中可以定義多個頻段（Band），EMIT可對每個頻段配置相應的頻率

、功率電平、調製方式等無線係統參數。對於發射機頻譜可以配置頻譜類別
、發射功率
、近端相位噪聲、遠端相位噪聲
、諧波、雜散等指標
，對於接收機頻譜則可以配置帶內敏感度門限、混頻器產物
、帶外雜散
、飽和電平等參數。

 

ANSYS EMIT：完美解決複雜環境中的射頻幹擾(RFI)

 

ANSYS EMIT是用於複雜環境中射頻幹擾(RFI)仿真的業界領先軟件。EMIT與ANSYS HFSS緊密配合
，將射頻係統幹擾分析與行業領先的電磁仿真相結合，能夠對天線到天線耦合進行建模，能夠可靠地預測多天線環境（具有多個發射器和接收器）中的RFI影響。眾所周知

，在測試環境中診斷複雜環境內的RFI非常困難而且成本高昂，但是，利用EMIT的de動dong態tai鏈lian接jie結jie果guo視shi圖tu，就jiu可ke以yi通tong過guo圖tu形xing化hua信xin號hao跟gen蹤zong和he診zhen斷duan總zong結jie功gong能neng顯xian示shi幹gan擾rao信xin號hao的de源yuan頭tou以yi及ji其qi到dao達da接jie收shou器qi的de路lu徑jing，從cong而er快kuai速su確que定ding任ren何he幹gan擾rao的de根gen源yuan。一yi旦dan找zhao到dao幹gan擾rao原yuan因yin，EMIT就能快速評估各種RFI緩解措施
，從而實現解決方案優化。

 

除了對無線電模型的快速參數化建模外
，EMIT還內置包含濾波器、多工器、環形器、隔離器、功分器、放大器
、線纜等在內的全麵RF部件庫，這些寬帶部件模型可以生成搭建射頻係統所用的模塊，這些部件模型可以利用EMIT內置參數化模型指定指標，或者通過其他仿真工具或測量獲得的特性數據生成模型。射頻係統模型中用到的無線電模型
、RF部件和天線等模型的定義可保存在EMIT部件庫中以供將來使用，也可以共享給其他用戶使用。

 

包含發射和接收係統的EMIT仿真模型

 

2 支持多種保真度的天線耦合模型

 

shepinxitongdeganraolujingzhuyaojiyugexitongtianxianzhijiandekongjianouhe
，suoyitianxianouheshujuchengweijuedingshepinxitongkangganraofangzhenzhunquexingdezhongyaozuchengbufen。duiyushejichuqidexitonggongcunfangzhenyanzhenggongzuoeryan，gaijieduanyibanshangbujubeidazaitongxinxitongdepingtaishebeimoxingyijigexitongtianxiandejutishejimoxing，suoyicishibingbunengtongguochuantongdiancichangfangzhengongjudedaotianxianouheshuju。

 

而EMIT有多種天線耦合數據的定義方式，提供包括恒定耦合、路徑損耗、路徑損耗+增益、以及S參數等在內的多保真度天線耦合數據供用戶選擇，耦合數據的精度隨之增加。

 

恒定耦合是指天線耦合量為用戶設定的與頻率無關的常數，用於係統設計初期的天線耦合度指標分配。

路徑損耗天線模型的耦合量為基於自由空間內天線之間的路徑損耗，用於在設計初期考慮天線放置的不同位置對幹擾程度的影響。

 

EMIT還(hai)可(ke)以(yi)考(kao)慮(lv)自(zi)由(you)空(kong)間(jian)內(nei)天(tian)線(xian)之(zhi)間(jian)路(lu)徑(jing)損(sun)耗(hao)以(yi)及(ji)相(xiang)對(dui)方(fang)向(xiang)上(shang)的(de)增(zeng)益(yi)計(ji)算(suan)得(de)到(dao)的(de)耦(ou)合(he)量(liang)
，用(yong)於(yu)獲(huo)悉(xi)天(tian)線(xian)設(she)計(ji)類(lei)型(xing)之(zhi)後(hou)的(de)更(geng)準(zhun)確(que)的(de)天(tian)線(xian)耦(ou)合(he)數(shu)據(ju)提(ti)取(qu)，最(zui)準(zhun)確(que)的(de)方(fang)法(fa)則(ze)是(shi)通(tong)過(guo)測(ce)試(shi)或(huo)電(dian)磁(ci)場(chang)仿(fang)真(zhen)得(de)到(dao)的(de)寬(kuan)帶(dai)Scanshushujuyongyubiaozhengouheliang，cishujuchongfenkaolvdazaitongxinxitongpingtaihetianxiandexianghuyingxiang，shiheyongyuxitongshejiwanchenghoudezuizhongkangganraoxingnengfangzhenyanzheng。

 

EMIT多保真度的天線耦合數據模型

 

EMIT內置了多種近似天線耦合模型
，用於在具備更精確的天線隔離數據之前進行係統共址的抗幹擾分析，在缺乏特定耦合數據的情況下，EMIT也可以用來計算避免產生幹擾所需的天線間的耦合量。

 

3 快速準確的天線耦合仿真算法

 

為了實現更準確的係統抗幹擾仿真，用戶需要用到更準確的天線耦合數據來實現對射頻係統的建模
，EMIT能夠導入天線測試數據作為耦合模型，支持使用工業標準Touchstone文件格式描述的寬帶多端口隔離數據

，而無需將所有的數據容納在單個Touchstone文件中
，因為EMIT會將所有待考慮天線間的多組數據自動整合在一起。

 

EMIT還可以與ANSYS高頻電磁場仿真工具HFSS聯合工作，使用其商業化的電磁求解器對多天線

、大尺寸的問題進行快速準確求解得到天線耦合數據。

 

HFSS具有的增強彈跳射線法（SBR+）求解器，利用射線追蹤技術求解天線在加載到大型平台上以後的輻射性能和耦合數據，而且SBR+在傳統的彈跳射線法基礎上添加了多種改良算法，可以計算以前SBR算法無法求解的邊緣電流修正
、入射波衍射、陰暗區電流分布、以及平台表麵爬行波等各方麵的影響，是業界最精準的射線法求解工具，可以輕鬆得到多副天線的互耦數據。

 

HFSS SBR+求解器仿真複雜平台的天線性能

 

除了算法層麵
，HFSS作zuo為wei專zhuan業ye的de電dian磁ci場chang仿fang真zhen軟ruan件jian還hai具ju有you其qi他ta方fang麵mian的de巨ju大da優you勢shi，集ji成cheng了le天tian線xian設she計ji庫ku，包bao含han有you數shu十shi種zhong實shi際ji工gong程cheng中zhong常chang見jian的de天tian線xian種zhong類lei，用yong戶hu可ke以yi直zhi接jie方fang便bian快kuai捷jie地di調tiao用yong各ge種zhong天tian線xian形xing式shi，還hai具ju備bei其qi他ta射she線xian追zhui蹤zong工gong具ju所suo不bu具ju備bei的de物wu理li模mo型xing，擁yong有you與yu業ye界jie主zhu流liu三san維weiMCAD軟件的接口
，準確高效地實現大型平台模型的導入導出。

 

軟件具有強大的圖形界麵，可以直觀地了解天線在大型平台上的輻射場圖，以及表麵電流的分布情況等。絕大多數任務都在不超過8G內存下完成求解
，再配合HPC，利用硬件多核CPU和GPU加速，實現快速仿真得到結果。

 

4 考慮多射頻係統所有幹擾因素

 

EMIT的1對1收發係統仿真對一對單獨Tx/Rx通道進行仿真，同時包括了收發係統相關的器件（如濾波器、電纜、放大器等）和天線的耦合度（ATA）
，最後計算出接收機Rx的射頻幹擾冗餘度。

 

EMIT功率流分析仿真射頻係統幹擾

 

EMIT寬帶射頻幹擾冗餘度仿真結果見下圖所示，藍色曲線為接收機的敏感度門限，該曲線代表了接收機的寬帶敏感度指標。

 

由(you)於(yu)接(jie)收(shou)通(tong)道(dao)上(shang)混(hun)頻(pin)器(qi)的(de)非(fei)線(xian)性(xing)效(xiao)應(ying)，所(suo)以(yi)不(bu)僅(jin)接(jie)收(shou)帶(dai)內(nei)的(de)幹(gan)擾(rao)信(xin)號(hao)會(hui)影(ying)響(xiang)靈(ling)敏(min)度(du)，在(zai)帶(dai)外(wai)某(mou)些(xie)頻(pin)點(dian)的(de)幹(gan)擾(rao)信(xin)號(hao)與(yu)接(jie)收(shou)混(hun)頻(pin)器(qi)進(jin)行(xing)高(gao)階(jie)互(hu)調(tiao)
，產(chan)生(sheng)的(de)互(hu)調(tiao)產(chan)物(wu)也(ye)可(ke)能(neng)落(luo)在(zai)接(jie)收(shou)帶(dai)內(nei)，從(cong)而(er)引(yin)起(qi)接(jie)收(shou)機(ji)敏(min)感(gan)度(du)惡(e)化(hua)，所(suo)以(yi)接(jie)收(shou)通(tong)道(dao)需(xu)要(yao)同(tong)時(shi)考(kao)慮(lv)帶(dai)內(nei)和(he)帶(dai)外(wai)幹(gan)擾(rao)信(xin)號(hao)對(dui)靈(ling)敏(min)度(du)的(de)影(ying)響(xiang)。

 

下xia圖tu中zhong橙cheng色se曲qu線xian是shi從cong發fa射she係xi統tong耦ou合he至zhi接jie收shou端duan口kou的de頻pin譜pu分fen量liang，低di於yu藍lan色se敏min感gan度du門men限xian的de頻pin點dian表biao示shi不bu會hui對dui接jie收shou機ji靈ling敏min度du造zao成cheng幹gan擾rao，而er對dui超chao過guo門men限xian的de頻pin點dian則ze是shi引yin起qi接jie收shou通tong道dao性xing能neng惡e化hua的de來lai源yuan。

 

接收通道寬帶射頻幹擾冗餘度仿真結果

 

EMIT還能計算帶內的峰值射頻幹擾餘量。由於混頻器、放(fang)大(da)器(qi)等(deng)通(tong)道(dao)上(shang)的(de)多(duo)個(ge)非(fei)線(xian)性(xing)器(qi)件(jian)
，導(dao)致(zhi)經(jing)過(guo)多(duo)次(ci)複(fu)雜(za)交(jiao)調(tiao)互(hu)調(tiao)後(hou)可(ke)能(neng)落(luo)在(zai)接(jie)收(shou)帶(dai)內(nei)的(de)幹(gan)擾(rao)信(xin)號(hao)譜(pu)非(fei)常(chang)豐(feng)富(fu)，如(ru)果(guo)分(fen)別(bie)考(kao)慮(lv)這(zhe)些(xie)信(xin)號(hao)對(dui)接(jie)收(shou)敏(min)感(gan)度(du)的(de)影(ying)響(xiang)，從(cong)上(shang)麵(mian)的(de)寬(kuan)帶(dai)射(she)頻(pin)冗(rong)餘(yu)度(du)結(jie)果(guo)來(lai)看(kan)都(dou)不(bu)會(hui)對(dui)接(jie)收(shou)係(xi)統(tong)靈(ling)敏(min)度(du)造(zao)成(cheng)幹(gan)擾(rao)。

 

但是，這些信號疊加起來產生的帶內噪聲電平就很有可能超過接收機敏感度門限，造成靈敏度惡化。所以如下圖所示，EMIT的帶內峰值射頻幹擾餘量則把多個落在接收帶內的幹擾信號疊加起來，觀察是否超越了接收機門限。

 

帶內峰值射頻幹擾餘量

 

EMIT還可以仿真當多個發射係統同時工作時，在多通道之間產生的有源互調交調產物，這些產物主要來源於兩個方麵。

第一是多發射機同時工作
，產生的發射頻譜耦合到接收機後與接收通道上的射頻前端非線性器件（如低噪聲放大器、混頻器等）產生的交叉調試

第二是不同發射通道之間的互調，發射頻譜耦合到其他發射通道中，與其他通道內的非線性器件（如功率放大器
、隔離器等）發生互調

，得到的互調產物會由該發射通道往外二次耦合至接收通道
，從而影響接收機靈敏度

 

 

多射頻係統同時工作時的幹擾效應

   

5 直觀的結果顯示和幹擾診斷功能

 

EMIT提(ti)供(gong)不(bu)同(tong)層(ceng)級(ji)的(de)直(zhi)觀(guan)結(jie)果(guo)顯(xian)示(shi)
，通(tong)過(guo)場(chang)景(jing)矩(ju)陣(zhen)結(jie)果(guo)可(ke)快(kuai)速(su)查(zha)看(kan)平(ping)台(tai)上(shang)哪(na)個(ge)射(she)頻(pin)係(xi)統(tong)受(shou)到(dao)了(le)幹(gan)擾(rao)
，而(er)通(tong)過(guo)電(dian)磁(ci)幹(gan)擾(rao)邊(bian)限(xian)圖(tu)，則(ze)可(ke)以(yi)完(wan)整(zheng)的(de)獲(huo)得(de)收(shou)發(fa)通(tong)道(dao)的(de)寬(kuan)帶(dai)幹(gan)擾(rao)情(qing)況(kuang)，並(bing)能(neng)夠(gou)自(zi)動(dong)識(shi)別(bie)每(mei)種(zhong)類(lei)型(xing)幹(gan)擾(rao)的(de)根(gen)源(yuan)。

 

利用結果分組過濾器，用戶很容易從結果中排除特定類型的幹擾（如共通道幹擾），這樣便可以看到最關心問題的結果，從結果的角度快速定位出幹擾因素

，從而可建議采取合適的改善措施。

 

多射頻係統幹擾仿真可視化結果

 

EMIT的快速 “what if” 分fen析xi功gong能neng可ke以yi快kuai速su評ping估gu可ke用yong的de幹gan擾rao改gai善shan措cuo施shi。例li如ru，在zai調tiao頻pin係xi統tong幹gan擾rao分fen析xi中zhong
，可ke以yi從cong庫ku中zhong快kuai速su拖tuo放fang一yi個ge可ke調tiao濾lv波bo器qi加jia入ru接jie收shou機ji通tong道dao，從cong而er可ke以yi立li即ji評ping估gu該gai濾lv波bo器qi的de幹gan擾rao改gai善shan效xiao果guo。

 

在EMITxianjindejiemianxia，tongguogaocengjihedicengjidefenxihuizong，yijineizhidezidonghuazhenduangongneng，yonghukeyiqingeryijudibashepinxitongjiandeganraoqingkuangxianxianchulai。

 

EMIT的快速“what if”分析功能

 

常見的射頻係統抗幹擾仿真案例介紹

 

 

整車

 

如(ru)今(jin)，汽(qi)車(che)總(zong)體(ti)通(tong)常(chang)搭(da)載(zai)多(duo)個(ge)無(wu)線(xian)通(tong)信(xin)係(xi)統(tong)，這(zhe)些(xie)通(tong)信(xin)係(xi)統(tong)的(de)天(tian)線(xian)往(wang)往(wang)被(bei)放(fang)置(zhi)得(de)比(bi)較(jiao)靠(kao)近(jin)
，天(tian)線(xian)之(zhi)間(jian)的(de)相(xiang)互(hu)耦(ou)合(he)會(hui)帶(dai)來(lai)共(gong)址(zhi)幹(gan)擾(rao)問(wen)題(ti)，惡(e)化(hua)部(bu)分(fen)敏(min)感(gan)係(xi)統(tong)的(de)接(jie)收(shou)性(xing)能(neng)，甚(shen)至(zhi)使(shi)其(qi)功(gong)能(neng)徹(che)底(di)喪(sang)失(shi)，這(zhe)就(jiu)使(shi)得(de)在(zai)汽(qi)車(che)上(shang)的(de)多(duo)通(tong)信(xin)係(xi)統(tong)共(gong)址(zhi)幹(gan)擾(rao)影(ying)響(xiang)的(de)研(yan)究(jiu)十(shi)分(fen)必(bi)要(yao)。

 

下圖是搭載了5個射頻收發係統的汽車整體工作場景，GPS接收設備、WiFi收發設備、FM接收機

、VHF/UHF收發機被分布在汽車的不同位置上。

 

搭載多個無線通信係統的汽車模型

 

使用HFSS對各個天線進行三維空間輻射場性能仿真
，將通過仿真得到的各天線輻射場結果搭載在汽車的相應位置上，使用HFSS的增強彈跳射線法求解器計算得到考慮汽車平台效應的各天線之間的寬帶耦合S參數結果。

 

HFSS SBR+求解器仿真得到的多天線耦合S參數

 

下方左側矩陣圖的最右側一列則反映了三個發射通道同時工作時的受擾情況，對GPS接收設備而言，每個發射係統單獨工作時都不會影響其敏感度，但是三個發射係統同時打開後，矩陣中的紅色單元框表示GPS接收設備此時受擾了。而右圖顯示出影響GPS帶內敏感度的雜散頻譜以及其來源。

 

EMIT軟件多射頻係統抗幹擾分析結果

 

為了消除受擾影響，在VHF收發機和FM接收係統通道都加上帶通濾波器
，可以濾除帶外雜散的影響
，也可以減小不同發射通道間的互調產物
，改善GPS接收帶內敏感度。

 

下圖為使用抗幹擾方案後的抗幹擾分析結果，所有矩陣單元都為綠色
，這表明所有幹擾效應都已被消除。

 

使用抗幹擾方案後的分析結果

 

 

無人機與基站

 

5G時(shi)代(dai)，萬(wan)物(wu)互(hu)聯(lian)，無(wu)人(ren)機(ji)的(de)使(shi)用(yong)將(jiang)會(hui)越(yue)來(lai)越(yue)普(pu)及(ji)，在(zai)給(gei)人(ren)們(men)生(sheng)活(huo)帶(dai)來(lai)便(bian)利(li)的(de)同(tong)時(shi)
，無(wu)人(ren)機(ji)作(zuo)為(wei)工(gong)作(zuo)在(zai)複(fu)雜(za)電(dian)磁(ci)環(huan)境(jing)裏(li)的(de)設(she)備(bei)可(ke)能(neng)對(dui)其(qi)他(ta)設(she)備(bei)產(chan)生(sheng)幹(gan)擾(rao)
，也(ye)可(ke)能(neng)被(bei)其(qi)他(ta)高(gao)功(gong)率(lv)發(fa)射(she)的(de)設(she)備(bei)（如同通信基站）幹擾
，設計師需要知道無人機和基站需要至少保持多遠的距離才能確保無人機能夠正常工作而不被基站幹擾。

 

下麵是使用HFSS對通信基站的近場仿真結果，可以得到距離基站不同距離條件下不同方向上的基站發射的電磁場近場分布。

 

通信基站周圍的電磁場近場分布

 

EMIT可ke以yi對dui基ji站zhan和he無wu人ren機ji兩liang個ge係xi統tong的de所suo有you發fa射she和he接jie收shou通tong道dao進jin行xing建jian模mo，通tong過guo功gong率lv流liu的de分fen析xi方fang法fa對dui接jie收shou係xi統tong是shi否fou受shou擾rao進jin行xing仿fang真zhen
，生sheng成cheng如ru下xia圖tu所suo示shi的de豐feng富fu的de結jie果guo報bao告gao。

 

右上方的矩陣圖清晰地顯示LTE基站的發射信號對C2接收通道產生了幹擾

，而且當LTE基站和無人機視頻下載係統兩個發射通道同時工作時會使GPS接收信道的靈敏度餘量不足（矩陣中右上黃色單元格所示）。

 

EMIT對無人機和基站共存時射頻係統抗幹擾仿真結果

 

在上圖結果的正上方的係統交互框圖中，EMIT用紅線明確指出了幹擾的源頭和產生的路徑，對C2接收機造成的幹擾來源於900MHz的LTE基站發射係統，基站的發射功率經過基站與無人機之間的天線耦合進入了C2接收機的接收通道
，直接惡化了接收機的靈敏度。

 

上圖正下方的頻譜曲線則顯示了造成幹擾的所有頻點，以及造成幹擾的噪聲類型，此案例中對C2接收機的幹擾是因為LTE基站的發射功率超過了接收機的帶外飽和電平。

 

為解決該幹擾問題，直接在係統原理圖裏通過簡單拖拽的方式
，在C2接收機通道前端添加帶通濾波器，器件的帶內損耗、帶外抑製度等指標都可參數化定義
，也可通過導入實際濾波器S參數的形式對其進行配置

，重新仿真即可在矩陣中觀察到C2接收機通道的幹擾問題已被解決。

  

快速實施抗幹擾措施使幹擾解除

 

以上案例展示了利用仿真的必要性，在日益互聯的世界中，無線係統的數量激增，其發生幹擾和性能劣化的可能性也隨之增加。ANSYS提供麵向所有學科領域的世界級仿真解決方案，無論是手持終端設備還是大型軍用係統，ANSYS EMIT都能幫助您解決高難度的共址幹擾問題，集成了電磁和電路/係xi統tong領ling域yu的de所suo有you技ji術shu，能neng夠gou在zai複fu雜za環huan境jing中zhong全quan麵mian仿fang真zhen所suo有you無wu線xian係xi統tong的de性xing能neng，其qi獨du特te的de多duo保bao真zhen度du建jian模mo方fang案an提ti供gong極ji其qi有you用yong的de仿fang真zhen，能neng夠gou在zai隻zhi獲huo得de不bu完wan整zheng的de設she計ji與yu性xing能neng參can數shu的de情qing況kuang下xia推tui進jin早zao期qi的de設she計ji決jue策ce。工gong程cheng師shi可ke以yi在zai設she計ji過guo程cheng的de早zao期qi階jie段duan評ping估gu盡jin可ke能neng多duo的de備bei選xuan方fang案an
，然ran後hou評ping估gu設she計ji空kong間jian以yi優you化hua關guan鍵jian設she計ji參can數shu。通tong過guo利li用yong專zhuan業ye仿fang真zhen軟ruan件jian在zai研yan發fa早zao期qi階jie段duan確que定ding有you可ke能neng發fa生sheng幹gan擾rao的de位wei置zhi
，企qi業ye能neng夠gou避bi免mian幹gan擾rao問wen題ti，減jian少shao後hou期qi修xiu複fu問wen題ti的de成cheng本ben和he降jiang低di風feng險xian。

 

 

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