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電磁界解析

Ansys® 5Gアンテナソリューション


公開日：2019年10月
5Gにより、ワイヤレス情報通信の目覚ましい発展が約束されます。家電製品、IoT、ADAS、遠隔通信、エンターテインメント、医療、運輸をはじめとする様々な分野に高い利益をもたらす多くの機会が提供されます。ただし開発面では大変な課題が待ち受けており、5Gの実装は、非常に高価になる可能性があります。本資料では5Gの主要なテクノロジーとイノベーションを実現するAnsysのアンテナソリューションを紹介します。
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目次

  1. 4Gの先
  2. なぜ5Gデザインシミュレーションなのか
  3. 5Gの先端技術
    • 高度なアンテナ：ビームフォーミング
    • キャリアーアグリゲーション（CA）
    • 熱問題
    • エッジコンピューティング
  4. AnsysR5Gネットワークソリューション
  5. 結論

5Gの先端技術

5Gは次の技術的革命です。広範囲に広がる超高速コンピューティングネットワークによって、データを処理する何億台ものデバイスがオンデマンドで接続されます。多くの分野で経済発展を推し進め、新しい製品やサービスを生み出し、私たちの生活も現状から大きく様変わりします。5Gの先端技術であるビームフォーミング（基地局とユーザー機器間のマルチパス伝播と空間多重化の実装によるデータレートの向上）、キャリアーアグリゲーション（CA）、熱問題、エッジコンピューティングについて説明します。

高度なフェーズドアレイアンテナ

高度なフェーズドアレイアンテナは、5Gシステムの容量とパフォーマンスを達成する上で不可欠です。大規模MIMO には、アンテナのゲインを最適化して、目標カバレージを達成するために、フェーズドアレイアンテナを正確に設計する必要があります。Ansys HFSSは3D高周波電磁界（EM）ツールです。まずユニットセル内の単一素子プロトタイプの設計から始まり、アンテナ設計パラメータを最適化するための実験計画法（DoE）に続きます。その後、ユニットセルからフルアレイを合成しAnsys HFSSでのフルアレイパフォーマンスをモデル化します。さらに、Ansys HFSS SBR+（Shooting and Bouncing Rays）ハイブリッドソルバーを使用して、実装したアンテナと周囲環境との相互作用をモデリングするプロセスに移ります。

電気的に大規模な構造向けの完全連成ハイブリッドEMおよび共存ソリューション

アンテナとレーダードームのアセンブリーパフォーマンスは、実装先のプラットフォームへのカップリングと、その近傍の構造による影響を受けます。設計者は、どのような問題を調べるかに応じて、各種のAnsys EMソルバーを選択あるいは組み合わせることが可能です。
・Ansys HFSSを使用して、FEMシミュレーションでアンテナアレイを解析し、連成されたMoMソリューションでレーダードームとのカップリングを解析します。
・より大規模なEMシミュレーションでは、 Ansys HFSS SBR+を使用して、ホストプラットフォームおよび電気的に大規模な環境への影響を評価できます。

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