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万博ANSYS的博客

2020年12月28日

SPARK微系统为物联网提供低功耗,低延迟无线技术

随着越来越多的行业拥抱物联网(IoT)固有的效率、商业机会和成本降低,电池寿命和延迟挑战已经成为人们关注的焦点。SPARK Microsystems正在通过Ansys软件开发超宽带(UWB)技术来解决这些挑战万博万博Ansys启动程序

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该公司的SR1000系列低功率UWB无线收发器ic实现了一种新型的短距离无线连接应用,这种应用以前由于功率和延迟要求而需要有线。SR1000收发器系列提供极低延迟、对称、双向数据链路以及超低功耗,并提供高质量的服务,以支持不间断的低功耗和低延迟数据流。


SPARK Microsystems的射频和天线设计师Mohammad Rahmani说:“无线收发器是物联网设备的关键组成部分。“它们可以与一个地区的不同传感器一起使用,以连接各种设备。”

在进行这些连接时,蓝牙等传统无线技术可能会出现延迟,当然也需要供电。对于某些应用程序,这些挑战并不重要。例如,当使用无线耳机时,通信的小延迟可能会让人讨厌,而且给耳机的电池充电也不方便。然而,在许多工业和医疗应用中,毫秒计数和充电或更换大量传感器电池很快变得昂贵。

模拟超宽带天线系统

“我们想通过超宽带技术来解决这个问题,”Rahmani说。“与窄带蓝牙相比,我们使用的是超宽带,它可以在非常大的带宽上传播信号,实现非常短的帧持续时间,转化为低延迟。超宽带天线在天线生态系统中尚未普及。这就是Ansys帮助我们的地万博方。传统的天线是窄带的,所以我们需要为我们的超宽带收发器设计我们自己的无源组件和天线系统。”

SPARK Microsystems通过万博万博Ansys启动程序该公司为符合条件的初创公司提供软件折扣。该公司开始将HFSS用于无源元件设计、传输线、无源滤波器、平衡器和不同类型的超宽带天线。他们还使用HFSS来检查芯片内的IC设计。

UWB差分天线模拟辐射图(左)
而分集天线(右)与主板的存在


Rahmani说:“我们检查整个系统的吸收损耗、阻抗匹配、辐射模式预测、带宽、效率、增益、极化兼容性。”“如果我们向芯片发送信号,我们就会模拟途中发生的事情。HFSS每天都用来模拟我们的设计。”

该公司的工作流程从书籍和论文中提出的研究开始,这些研究被用作HFSS设计的基础。这些天线通常太大,所以工程师们使用HFSS来设计更小的天线。设计天线时,他们组装组件和电路板。通过仿真来预测天线系统在其他组件存在时的表现,SPARK微系统工程师根据特定的带宽和吸收损耗目标对其进行优化和微调。工程师们使用参数化分析和优化软件来虚拟测试不同的结构。

R万博ahmani表示:“Ansys HFSS是我们UWB硬件开发过程中的关键工具。“模拟推动了我们高度复杂的天线和无源组件的经济高效设计,根据范围、带宽、辐射方向图和效率性能要求进行定制。HFSS还有助于对硬件的辐射功率输出进行深入分析。这有助于我们才华横溢的工程团队遵守UWB发射频段的严格FCC和ETSI标准。”

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