Antenna Magus 天线设计流程

Antenna Magus 是用于加速天线设计和建模过程的软件工具。包含350多个经过验证的天线数据库，用户只需输入天线指标，便能在几分钟内得出满足要求的参数化天线模型，且模型支持导出到CST中做精确仿真。无论对天线设计工程师，还是使用天线模型的电磁兼容工程师以及研究天线布局的系统工程师来说，Magus天线库都是一个极其有用的工具。

下图是Magus的工作界面。主要包含天线性能指标、天线结构参数、3D模型、天线背景理论（包含引用文献）、天线性能（阻抗、远场）等。

接下来，我们通过Antenna Magus设计一款WIFI天线来展示其工作流程。

Antenna Magus 的一般工作流程如下：

    o检索天线

    o设计天线

    o评估性能

    o输出仿真模型到CST

一、检索天线

        方法1：从Quick Start,跟随Specification指引，找到满足一定规范的天线。

       方法2：直接用Find 模式，输入关键词（名称、带宽、辐射特性等）检索天线。

        该案例采用第一种方法进行天线检索。

Magus 筛选了37个符合规范要求（小型化、容易集成、WLAN 2.45GHz频段）的天线，作为备选方案供用户选择。

    我们可以在Edit Specification中添加更多指标来约束备选天线，比如输入阻抗、辐射方式、天线尺寸等。这里我们输入天线尺寸作为一个约束条件。

     接下来，我们挑选几个不同类型的天线到Collection面板中，进一步研究天线性能。这里，我们选择了终端天线中常见的四种类型：Monopole，Patch，Loop，PIFA。

    在Collection面板中选中天线，可以预览该天线的物理参数( 尺寸、3D模型等) 以及该类型天线的工作原理&设计指导。在3D模型界面，由于增加了尺寸约束，软件会自动标注天线X Y Z三个维度的总体尺寸，并判断是否符合要求。绿色框显示满足约束。

按照同样方式预览四个天线，发现其中Monopole天线 和 PIFA天线符合空间要求，Patch天线远大于约束尺寸(该方案淘汰)，而Loop天线临近满足要求。对于Loop天线，为了能让其满足尺寸要求，我们需要重新设计&调整天线。

二、设计天线

由于我们是在Specification指引下检索天线，所以软件给出的备选方案已经考虑了WIFI天线的设计指标，比如在2.4GHz附近都有谐振。（PS：如果是直接用Find模式检索天线，在天线设计环节，需要手动指定频率、带宽等内容）

 默认参数的Loop天线尺寸过大，不满足要求。为了做到天线尺寸小型化，可以适当增加天线支架的介电常数&选择更高的谐振频率。经过细微调整，天线尺寸已经符合空间要求。(PS：设计天线这一环节，可以调整参数很多。除了频率、带宽、材料外，用户同样可以调整所有参数化的尺寸）

三 评估计算

Antenna Magus一旦设计好了天线，就可以对其性能进行评估。不同于CST等电磁仿真的全波求解，在天线Magus中，强调的是在短时间内的给出粗略的结果。通常1-2分钟就可得到天线的阻抗、驻波、S参数等曲线参数，以及远场方向图。

为了方便分析天线结果，软件支持把不同天线放一起对性能进行快速比较（这个功能方便天线选型）。我们把刚挑选的Monopole、PIFA、以及重新设计的Loop天线添加到对比面板中：

通多对三个备选天线的对比，可以看到在2450Mzh处，都有明显谐振。而Loop&PIFA在高频存在多模。

我们可以进一步对比其它参数，比如低于-6dB的带宽。下图可见，该Loop天线带宽明显大于备选的Monopole和PIFA天线。

四、导出模型到CST

Antenna magus设计好的天线可以直接导入CST进行更精确的仿真&分析。导出的天线模型已经自动完成了CST的仿真设置，如算法、激励、网格、边界等。用户直接运行CST即可得到更准确的结果。。

通常情况，CST和Antenna magus结果偏差不会很大。细微的频偏也可通过参数扫描或者优化进行快读调谐（导入CST的模型是参数化模型）。特别的，对于该案例中的Loop天线，Antenna Magus计算的结果和CST T_solver仿真结果高度一致，有兴趣的同学可以验证下。