La comunicazione wireless sta trasformando il nostro mondo, come dimostra l’aumento esponenziale, negli ultimi anni, della quantità e della densità di antenne intorno a noi. Si tratta di una tendenza in costante crescita. Un esempio evidente è la presenza di centinaia di antenne in una singola abitazione e di migliaia in un edificio commerciale (Wi-Fi, TV, dispositivi mobili, ecc.).
Questa crescita significativa è guidata dalla forte domanda dell’Internet dell'Internet of Things, dei veicoli autonomi e delle iniziative nel settore aerospaziale. L’aumento esponenziale del numero di antenne avviene perché esse vengono integrate in numerosi dispositivi, rendendo possibile la connettività wireless.
Questa tendenza inevitabile comporta grandi sfide per le aziende che sviluppano prodotti con connettività. Tra le principali difficoltà vi sono la carenza di professionisti specializzati nello sviluppo di antenne miniaturizzate e integrate, nonché normative sempre più rigorose riguardo all’integrazione di più antenne in prodotti dalle dimensioni fisiche sempre più ridotte. Si possono inoltre evidenziare le interferenze e la mancanza di collaborazione tra fornitori di antenne e di sistemi come barriere a un’integrazione rapida, efficace e affidabile delle antenne nei prodotti finali.
Attualmente esistono strumenti che aiutano a risolvere questi problemi nello sviluppo di progetti. Le soluzioni di simulazione elettromagnetica di Ansys, con il software Ansys HFSS come elemento centrale, sono specializzate nell’affrontare le sfide della comunicazione wireless grazie a un flusso di lavoro potente, altamente collaborativo e basato su tecnologie all’avanguardia.
Ansys HFSS include un software per la sintesi del progetto di antenne, l’Antenna Design Kit. Questo strumento consente anche a ingegneri con poca esperienza nel campo della compatibilità elettromagnetica di generare modelli di antenne comunemente utilizzate dall’industria, permettendo così di ottimizzare e individuare rapidamente le migliori opzioni di integrazione in un prodotto. L’utente deve semplicemente definire il tipo di antenna da analizzare e la banda di frequenza di funzionamento, e il software crea in pochi secondi un modello completamente parametrizzato.
Per trasformare in realtà la visione dell’installazione di antenne, è necessario instaurare una collaborazione più efficace tra gli integratori di antenne e i fornitori. Una nuova funzionalità di Ansys HFSS, chiamata componenti 3D, consente la collaborazione tramite modelli HFSS criptati di componenti (come le antenne) tra diverse aziende.
Il componente 3D contiene tutte le informazioni di un’antenna, ma il contenuto è protetto e la proprietà intellettuale può essere nascosta. Ciò permette agli integratori di antenne di ricevere questo modello dai fornitori e di svolgere studi sull’antenna utilizzando una piattaforma che include tutte le informazioni di un modello 3D di antenna originale, senza però visualizzare le informazioni proprietarie del creatore. Questa tecnologia brevettata rappresenta un vero cambio di paradigma ed è stata rapidamente adottata da fornitori e OEM (Original Equipment Manufacturer) per ottenere un vantaggio competitivo.
I componenti 3D possono essere sviluppati da un ingegnere esperto e specializzato. Tuttavia, possono anche essere utilizzati in qualsiasi simulazione di sistema senza la necessità di alcuna configurazione della simulazione. Questo consente agli integratori di sistema, anche senza una conoscenza approfondita del funzionamento del componente, di impiegarlo nelle proprie simulazioni in modo estremamente rapido, garantendo l’affidabilità dei modelli utilizzati.
Le preoccupazioni relative alle prestazioni del prodotto vanno oltre lo sviluppo di un’antenna ideale per la specifica applicazione. Il posizionamento e l’interazione dell’antenna con le altre apparecchiature elettroniche devono essere studiati attentamente per evitare problemi di interferenza elettromagnetica e riduzioni delle prestazioni operative. Ansys HFSS include il solver HFSS SBR+, che consente la valutazione delle prestazioni di antenne integrate in piattaforme elettricamente grandi (ad esempio antenne su aeromobili) a frequenze superiori a 50 GHz.