天线设计将去往何方？

这是一个采用“头脑风暴”的方法，唤起大家思考、并将每个人的思想碰撞出火花的帖子，希望每个从事天线设计或关注相关内容的网友都能发表自己的观点。引子如下：

从电磁场仿真软件的出现至今的短短二十余年时间中，基于仿真软件的电子自动化设计已经完全代替了过去的往复修改硬件原型并测量的设计方法，天线设计理论与工程实践方面的发展大于过去近百年产物的总和，不得不说现在乃至今后的天线设计都将基于先进的电磁场仿真软件来完成。

现今以AnsoftHFSS为代表的电磁场仿真软件已经具备了方便的建模、自动化的网格划分和求解、自动优化、包含电路和系统在内的场路协同仿真、包含热和应力在内的多物理场耦合仿真、大规模并行计算等。简单的天线在软件中可以自动综合出来，从建模到求解之花几分钟时间；结构复杂的大规模阵列也可以在几小时内完成仿真。正是这种成熟的自动化的仿真设计流程揭掉了原本蒙在天线设计上的神秘面纱，原本抽象晦涩的电磁场可以在软件中直观的呈现出来；原本需要等到加工测量后才知道的天线指标，通过仿真几分钟就能得到。仿真技术拉近了天线与天线设计者的距离，不得不说它也降低了对天线设计人员的技术水平要求，同时也滋生了“抄袭”等一些不良风气。

展望未来，今后围绕天线的仿真技术将去向何方，今后天线设计又将去向何方?

欢迎大家踊跃参与讨论，好的观点以及看法，可以获得相关金币奖励，呵呵。

个人认为天线设计的发展往几个方向走：
第一个是像Antenna Magus一样的天线仿真软件，对成熟和经典的天线可以进行傻瓜式设计计算。
第二个是天线设计的理论研究，这个得懂电磁场，天线理论，电波传播，这个是设计一个优良天线的前提，即使是抄袭也才能抄好。
第三个是新工艺的应用，天线毕竟还是要加工出来的，工艺决定最终的使用性能。
第四个是新的天线种类的开发，这个需要一定的功力了，大师级别的事情，例如曾经八木天线的设计，螺旋天线的设计，都是从无到有再成经典，感觉电磁波的神奇还是难以捉摸。
刚才回复错地方了，怎么删除！

第二，软件接下来的主要功能增强往哪些方向去做，从求解器性能上，我认为想产生质的飞跃很难了，那么功能上呢

这是一个采用“头脑风暴”的方法，唤起大家思考、并将每个人的思想碰撞出火花的帖子，希望每个从事天线设计或关注相关内容的网友都能发表自己的观点。引子如下：

从电磁场仿真软件的出现至今的短短二十余年时间中，基于仿真软件的电子自动化设计已经完全代替了过去的往复修改硬件原型并测量的设计方法，天线设计理论与工程实践方面的发展大于过去近百年产物的总和，不得不说现在乃至今后的天线设计都将基于先进的电磁场仿真软件来完成。

现今以AnsoftHFSS为代表的电磁场仿真软件已经具备了方便的建模、自动化的网格划分和求解、自动优化、包含电路和系统在内的场路协同仿真、包含热和应力在内的多物理场耦合仿真、大规模并行计算等。简单的天线在软件中可以自动综合出来，从建模到求解之花几分钟时间；结构复杂的大规模阵列也可以在几小时内完成仿真。正是这种成熟的自动化的仿真设计流程揭掉了原本蒙在天线设计上的神秘面纱，原本抽象晦涩的电磁场可以在软件中直观的呈现出来；原本需要等到加工测量后才知道的天线指标，通过仿真几分钟就能得到。仿真技术拉近了天线与天线设计者的距离，不得不说它也降低了对天线设计人员的技术水平要求，同时也滋生了“抄袭”等一些不良风气。

展望未来，今后围绕天线的仿真技术将去向何方，今后天线设计又将去向何方?

是啊，都得依靠仿真软件

天线研究方向还是很多，仿真工具毕竟还是工具，还没有达到我们需要的程度，给几个指标，他就能够优化设计出来。对于约束条件很少的传统天线，仿真工具一般可以胜任了。

您的担忧确实很普遍，如果不能从根本上摆脱对商业软件的依赖，那么我想也不能充分利用商用软件所带来的巨大成果。

单靠软件仿真，对理论一知半解也很难设计，我现在就处在这个状态，还要多向牛人学习。

现在的商业软件在各种算法功能上我想已经是很成熟了，那么是否可以在优化方法上多做一些引入呢?这样使得整个工具的功能更加集中和完善

天线还是需要设计，软件能更好的进行优化，不过确实给抄袭提供了很多方便。

同意楼上的观点，更加智能、高效、并行化的优化算法应该是个好的方向。只可惜做电磁场仿真软件的厂家通常对优化算法的关注度不高，电路软件比较重视这个。
此外，现今的天线设计越来越多的需要同射频收发系统结合起来，有源相控天线阵的设计就是个很好的例子，这样设计数据就需要在不同的设计团队之间交互，因此交互型协同工作的软件会否成为一种趋势，比如A是负责天线设计的，B是负责馈线功分设计的，通过联网的方式，A和B能够共同对一个项目进行修改和仿真。

同意楼上的观点，更加智能、高效、并行化的优化算法应该是个好的方向。只可惜做电磁场仿真软件的厂家通常对优化算法的关注度不高，电路软件比较重视这个。
此外，现今的天线设计越来越多的需要同射频收发系统结合起来，有源相控天线阵的设计就是个很好的例子，这样设计数据就需要在不同的设计团队之间交互，因此交互型协同工作的软件会否成为一种趋势，比如A是负责天线设计的，B是负责馈线功分设计的，通过联网的方式，A和B能够共同对一个项目进行修改和仿真。

其它方面的天线我不太了解，单说说我自己从事的移动通讯终端天线。
移动通讯终端天线大多属于小天线，代表有手机天线（还有网卡天线，笔记本电脑天线等等）。这一类天线基本上都有如下特性：天线外观紧凑，多采用内置式安装在设备上，天线受整机环境影响很大。
天线的技术指标通常有辐射效率和增益等等，这属于passive test report（无源测试报告）。但是通常客户需要的是天线与手机构成一个工作整体时的性能报告，即active test report（有源测试报告）。辐射效率和增益通常仅作为一种参考数据，不作为硬性认证指标。真正的指标是手机的TRP（Total Radiated Power），TIS（Total Isotropic Sensitivity），SAR（Specific Absorption Rate），HAC（Hearing Aid Compatibility）等等，而这些指标不是天线的参数，是手机的整体参数。尽管天线与其有密不可分的联系，但这些参数不是单纯调整天线就能完成的，需要兼顾整个手机的具体环境。
手机处于通电工作状态时，整部机器形成了一个复杂的电磁环境。这个时候电磁波发射，反射，吸收，天线会与手机环境交互影响，性能与无源时存在差别，这种差别很多时候会很显著。很多天线在无源调试时性能都还不错，一放到工作机器上就不行。这就是无源和有源的差别导致的。目前的仿真软件还是只能仿真无源状态，很多元器件没法导入，PCB一般都是用带有一个完整GND的FR4介质板。而且项目在开发阶段，出于外观，成本，性能等等原因，而使得BOM表（Bill of Material，物料清单）发生更改是很常见的，实际的各个部件很难有那么理想，制造工艺的差异和管控也是千差万别，用理想值去仿真无异于缘木求鱼。
同时，仿真软件的优化运算中采用的迭代算法灵活性很差，增加了很多无谓的计算时间。天线上的一点改动就要涉及很多参数的复杂设定，而换做人，可能就是几下修补就能搞定了。更何况天线设计当中大量的电磁兼容问题，天线受环境干扰，或者天线干扰其它元件，都需要人去分析和调试。
当年的“人机大战”中，与世界象棋大师卡斯帕罗夫对弈的电脑“深蓝”，计算能力达到了恐怖惊人的地步。但是即使是它的制造商IBM也承认，“深蓝”的智商还不如一个白痴。说到底，软件根本无法实现像人一样的思考。只有人，才是技术的源泉。

好帖子，技术的跨越，进步，必然会代替一些繁琐的设计，劳动，同时也滋生出新的事物，对人的要求也会越来越高，单纯的天线设计师也逐渐向后端部分跨越，需要了解的知识也就更多，尤其是集成化，小型化的进一步发展，必然对设计师提出更高的要求，利用仿真手段进行预先验证演示，设计调试，大大提高了工作效率，但如果对天线的来龙去脉不甚了解，那么设计师也会出现一知半解的现象，这样也就很难设计出完美的产品！事物的发展必然有着二分性，如今的天线设计师，如果还仅仅是专注于天线本身，那么必然会落后于飞速发展的智能技术

引子不错，支持下，稍后回复

看到好帖子要顶，天线的人才还是很缺的，做的好的并不多

我认为不管是天线还是其他微波有源或者无源器件，都是有它的设计方法和理念在里面，并不能单单靠软件就能完成，软件只是一种工具，它是帮助设计人员能够给出直观的结果，把抽象的东东具体化、直观化，是设计人员从繁重的计算中解脱出来。天线我也刚刚接触，了解不是太深，比如微带天线，他的设计从基板材料选择、加工尺寸等等都需要有主观意识在里面。又比如PA，他的设计不是单单靠仿真，协同仿真能解决的，需要经验在里面，至少现在还不能通过仿真解决一些问题，以后应该通过“高级仿真”应该可以。对于天线的设计本人认为这个需要跟电磁场理论研究有密切关系，比如现在所用的软件基于的算法、计算之类的都是基于以前已有的理论而做的，如果有新的理论出来，必然将带动下游层面的发展，个人愚见，错误之处请大家多多指正。

只能说工具越来越贴心了！

在今年四月份刚开的一个CJMW会议上，有个日本人就提出了让软件代替人来设计天线的想法，他的想法是设立一个库（这里没有考虑到专利的事宜），根据需要从库中调出一个原型，之后通过优化算法让计算机进行自动智能优化。在之后的讨论中，我和其它的公司里面的人员的观点就是，现在的仿真软件仅能做到研发的加速，距离让软件自主研发，还有一段距离，计算机短期内取代不了人，因为有了射频经验，才可以知道修改哪里的尺寸对天线的性能影响大，从而对该区域进行更加细致的扫描，而计算机则不知道。
另外由于我还是学生，通过跟学长们的聊天，发现，虽然现在仿真软件和电脑的功能越来越强大，但是对于射频的理解却越来越肤浅，虽然我们可以将责任归咎于越来越浮躁的社会和学术环境，但是因为研发环境的舒适而使我们造成的懒惰却不可忽视。我们有时已经很少去关注一些天线或者其它器件的物理内涵（physical insight），仅仅是仿真一个东西，性能还过得去就可以发表一篇文章，却对这些东西的本质缺乏深刻理解。
当然我觉得去研究算法又脱离了射频工程师的根本，从学生的角度讲，HFSS等仿真软件的作用应该是验证我们的想法，而真正所应该学到的是一些定性的东西，和很多经验的东西，经验之所以称之为经验就是因为无法公式化，这正是我们人类优于计算机乃至万物的根本。人可以思考，而计算机只能计算。
对于天线的发展方向，从我个人的角度，共性的趋势将越来越大，比如将天线共性在飞机上，是隐身的第一步。英国的hall教授对于共性还应用于共性于衣服上，用于远程医疗或者移动设备。小型化和多频段应该也是一个趋势。可塑形天线，就是在天线上加可变电容，让天线的工作频率是可以变化的应该或许也是个热点。另外还有要从系统的角度去认识天线，毕竟无源的东西规律性较强，只专注于无源天线或者器件，会丧失竞争力。有源的东西则会很大程度上依赖于经验，这也是射频研发人员经验越丰富价值就越高的原因。还有就如楼上所说，天线需要从整体的角度上去思考，有源集成天线，尽管不是非常热门，但是却是一个可以很好的跨越有源器件---PA和天线的课题。
个人愚见 欢迎批评 （进行人身攻击时请勿伤及家属 万谢）

说的很好。我支持上面的说法－－

仿真软件只是一个工具。最主要还是要有经验。

紧贴需求，牵引方向吧；或者能在理论方面有质的飞跃，呵呵。天线越做越难了

难度越来越大了

体积小，功能强，价格低
产品的目标总是一致，除非来个创新

楼上的观点都很给力@！

终端天线的设计将会集中到国内的天线厂商家，因为成本和市场的因素。而技术因素将会越来越差别不大。

这个讲的很好
我也是做终端天线的，终端天线的仿真很鸡肋，很难仿真准确，只能说仿真软件是给我们提供一种理论上的方向，而不能作为实际项目的支持。
因为终端的环境过于复杂，而不是其他的单纯的天线，它不受周围环境的影响，也因而仿真起来比较简单一些比较准确一点。
终端天线的复杂性在于我们要考虑天线与PCB整机，PA的配合上，还要解决诸如灵敏度问题，相位频率误差，杂散等问题上，而这些，都不是单纯玩天线的人干的事。
当然，还有个更重要的，就是终端天线和手机厂商关系甚密，需要我们了解很多的手机支持，还包括客户关系等等。
软件只能给我们提供研究的方向，人才是真正的神！

这么好的话题怎么没有继续下去了呢? 我也是做天线的 有时候觉得做天线真没什么意思 都不知道有没有前途 老板给个任务 知道了具体的性能指标 依靠仿真软件一两个星期就能搞定 当然前提是纯无源的没有复杂的电磁环境 自己其实也知道这不是天线工程师的实质 可自己却不能静下心来仔细琢磨电磁场理论，天线理论 楼上的各位大牛讲的很不错 向你们致敬！

个人认为天线设计的发展往几个方向走：
第一个是像Antenna Magus一样的天线仿真软件，对成熟和经典的天线可以进行傻瓜式设计计算。
第二个是天线设计的理论研究，这个得懂电磁场，天线理论，电波传播，这个是设计一个优良天线的前提，即使是抄袭也才能抄好。
第三个是新工艺的应用，天线毕竟还是要加工出来的，工艺决定最终的使用性能。
第四个是新的天线种类的开发，这个需要一定的功力了，大师级别的事情，例如曾经八木天线的设计，螺旋天线的设计，都是从无到有再成经典，感觉电磁波的神奇还是难以捉摸。
刚才回复错地方了，怎么删除！