Inovonics是一家來自美國的廣播產品公司，他們提供國際市場使用者友善、創新且價格實惠的產品。達梭系統專訪了Inovonics硬體設計工程師Mark Zakhem，藉由本文分享CST Studio Suite如何幫助Inovonics開發出獨一無二的客製化印刷天線。 無線傳輸的新時代 身在無線通訊的黃金時代，天線已經成為我們日常生活中不可或缺的一部分，從醫療到娛樂、從辦公桌到汽車相關的智能產品，其無形的翅膀攜帶著資訊的流動。然而，當提及天線，人們腦海中浮現的往往是屋頂上的電視天線、或是收音機和手機上的細長棒狀物。 但現代的天線世界遠超出這些簡單的象徵，其外形涵蓋了從圓形、方形、柱形、螺旋形等多種形狀，甚至被設計成印刷電路板（PCB）上的平面貼片天線，已演變為經過天線工程師精心設計的精密藝術；它們需被確保能夠在特定應用的頻率範圍、場型，以不同方式對周圍環境做出反應。 天線的性能會受到周圍環境的顯著影響，我們需根據不同情境創建天線。例如，一個天線的周圍空無一物，抑或是天線被設計在手持式裝置並靠近使用者臉頰時，其各自的輻射效果可能會截然不同。由於每一種天線都承載著特定的使命，迎合不同的應用和環境，工程師在設計時必須將具體應用場景考慮到天線設計中，以保持最佳性能、減少由於頻率偏移而造成的負面影響。 天線設計的挑戰 隨著技術的進步，天線設計也面臨著新的挑戰。被射頻（RF）工程師比喻為黑魔法的「史密斯圖」（Smith Chart），其所包含的參數，成為分析天線性能的利器。此外，準確設計複雜的天線是一個非常創造性的過程，讓我們試想實際情境，比如：天線是否被整合在產品外殼的包裝下？附近是否有塑膠或金屬會使天線失諧？如果是這樣，應如何設計天線在設備內的最佳放置位置？這些因素和條件，都是設計過程中值得被分析的設計參數；這不僅決定了天線的最終性能和應用效果，更是創新的契機。 圖1.史密斯圖可以將射頻電路的多種參數顯示在圖像上。／圖片來源：wiki 透過CST電磁模擬精準調校 Zakhem強調，在Inovonics天線設計的創新腳步中，CST Studio Suite電磁模擬擔綱了精準調校的關鍵角色。CST以其直覺易懂的使用者介面脫穎而出，不僅成為Inovonics工程團隊不可或缺的工具，同時也開啟了通往進階分析和研究的大門。透過CST Studio Suite，團隊得以在虛擬環境中展現天線在各種環境下的表現，及時發現並修正設計上的缺陷，精鍊出最終產品。在過去的一年半的研發過程中，Zakhem借助CST開發了數款獨樹一幟的非傳統天線；他信心滿滿地表示，若沒有CST的3D模擬技術，這些翻天覆地的設計構思將只能停留在藍圖上。 CST Studio Suite大幅地縮減了從概念到實物的開發週期，這對於複雜的天線設計來說簡直是一場革命。Inovonics團隊能夠在不依賴實體原形的情況下，進行廣泛的模擬測試，以獲得最佳的設計方案。CST Studio Suite的3D模擬能力賦予工程師們打破界限，不僅確保了天線的最終性能指標，更開啟了以往無法想像的創新設計徒徑。 3D模擬驗證加速創新天線設計 CST軟體在電場、磁場和遠場測試的3D結果，為天線設計的性能評估提供了另一個關鍵的視角，Inovonics團隊能夠精確確認每個新產品的天線性能、定位和設計是否達到標準。其中可幫助判斷電磁波的輻射點，清晰地理解天線的輻射模式。這些關鍵的洞察，讓工程師得以更精準地決定天線在產品中的最佳位置及如何進行產品優化。天線的研究和開發若沒有CST的3D模擬技術，將會因原型樣品製作而延長開發週期；加上缺乏模擬支持，僅可依賴實驗室量測數據和資料，將耗費大量時間。 CST Studio Suite在新產品開發中的驗證功能，提升Inovonics天線工程團隊的整體效率，使他們不再受限於實體樣品測試的繁瑣過程，從而探索更多創新設計，無疑地強化了他們的設計能力和天線創新的潛力。在Inovonics，天線的研究開發不再僅是一門科學，而是一種結合創造力和與技術的藝術。 關鍵字：天線設計, Inovonics, 無線通訊, 3D模擬, 天線性能 資料來源： 達梭系統原文