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HIGHLIGHTS
- RF(Spectrasys)アレイ：アドホックスプレッドシートの代わりに、複数のレベルのスプリッター／コンバイナー、利得／位相状態、および非線形、不整合、雑音の影響に起因する信号劣化による、RFビームフォーミングに使用されるN個のエレメントで構成されるアレイの非線形RF解析が用いられます。
- データフローアレイ：RF、デジタル、ハイブリッド・ビームフォーミング・トポロジーを定義し、ダイナミックなビームフォーミングアルゴリズムを用いて、大規模な3次元フェーズドアレイをシミュレートします。
- RFリンク：RFマニフォールドをシステムレベルに直接接続して、フォーマットトゥルーシグナリングやアクティブTX/RXのリファレンスデザインを使用して、非線形T/Rモジュールの効果を確認します。アクティブ変調、コード化、アダプティブイコライゼーション、フィルタリングを組み合わせた、現実的な5G信号、レーダー/EW信号、衛星信号を用いることにより、RFアーキテクチャーを実際のシステムの性能指標で直接検証します。
- ビームの測定および表示：ビーム幅、ボアサイト方向、サイドローブレベル、ヌル、統合指標（指向性、G/T、実効放射電力など）を直接測定します。
- システムレベルのシナリオ：ビームを作成するだけでなく、5G通信、レーダー/EW通信、衛星通信のアクティブ・システム・シミュレーション・シナリオでビームを使用します。
W1720 フェーズド・アレイ・ビームフォーミング・キットは、5G通信、レーダー/EW通信、衛星通信のシステム設計者がRF、デジタル、ハイブリッド・ビームフォーミング・アーキテクチャーを含むフェーズドアレイ／ビームフォーミングサブシステムを評価するのに不可欠なツールを提供します。RFの非線形／雑音の影響、利得／位相の量子化、およびビーム全体の品質、サイドローブレベル、実効放射電力に対するモンテカルロ法の変動の影響を考慮できます。アダプティブビームフォーミングのアルゴリズムを含む動的なシステムレベルのシナリオもサポートしています。
SystemVueにはMATLABスクリプトが付属し、C++、SystemC、VHDL/Verilogでのベースバンドアルゴリズムのモデリングをサポートしているため、RF、ベースバンド、テスト／測定の各チームからのフェーズドアレイの設計情報を相互検証するのに最適なプラットフォームです。W1720ビームフォーミングキットは、SystemVueの多くの4G/5G、レーダー、衛星などの変調方式のリファレンスライブラリとも互換性があります。
W1720の対象者
- RFシステム設計者
- システムレベルの物理層設計者
- ベースバンド・ビームフォーミング・アルゴリズム・デザイナー
W1720の対象アプリケーション
- 5Gビームフォーミングおよび高次MIMO
- レーダー/EWおよび自動車用ビームフォーミング
- 衛星／宇宙通信端末およびペイロード
W1720の内容
- W1719 RFシステム・デザイン・キットをベースとするRFアレイ解析パーソナリティー
- データフローシミュレーションのサポート（ビームフォーミングシンセシス／解析／ダイナミックビジュアリゼーションを含む）
- データフローの「時間同期エンベロープマトリクス」データ型により、並列度の高い信号構造に容易に対応可能
- スプリアス相互変調の放射方向およびパワーを解析。近隣アンテナ、マルチモードAESAレーダー通信との空間的なスペクトラム干渉を予測。FCCエミッションルールに準拠。
- ハードウェアを短時間で実装するために、移相器、アッテネータ、アンプ、ミキサーのSパラメータ、Xパラメータ、Sysパラメータを利用可能。
- アンテナ素子の欠陥解析。モンテカルロまたはユーザー指定の素子欠陥を使用して、信頼性の高いミッションクリティカルなデザインが可能。
- RFLINKのサポート（5G/レーダーシナリオに加えて、RFアレイをデータフローベースで活用可能）
図 1: W1720EP/ETは、独自のアレイ解析パーソナリティーをSystemVueに追加します。これにより、数千のエレメントを使用して、デジタル・ビームフォーミング・アーキテクチャー、アナログ/RFビームフォーミングアーキテクチャー、ハイブリッド・ビームフォーミング・アーキテクチャーを評価できます。
図 2: W1720EP/ETでは、フェーズドアレイ／ビームフォーミングアーキテクチャーをRF、データフロー、シナリオレベルでモデリング／使用できます。このように手法が統一されているため、専用のツールが不要で、複数の分野に分散するチームを統一できます。
あらゆるサイズ／構成のフェーズド・アレイ・アンテナ・デザイン
W1720EP/ETを使用すれば、あらゆるサイズ／構成のフェーズド・アレイ・アンテナのデザイン／微調整が可能になります。
- アレイのサイズ／構成の定義
- 必要なビーム方向の設定
- 遠方界ビームの測定
- デザインの微調整
 4x4 URA |
 8x8 URA22.75dBi 12.9° |
 16x16 URA28.9dBi 6.4° |
 50x50 URA38.88dBi 2.0° |
 100x100 URA44.89dBi 1.0° |
図 3. 100x100素子のアンテナアレイを1分以内にシミュレートできます。
* ユニフォーム方形アレイアンテナ(URA)は、規則的な2次元格子上に配置されたアンテナで構成されています。
** 完全無指向を基準にしたデシベル値(dBi)は、完全無指向アンテナを基準にしたときのアンテナシステムの利得を定義するのに使用されます。
| ユニフォームリニア |
ユニフォーム方形 SatComm、5G、レーダー、 |
三角型 |
円形型 携帯アプリケーション |
3次元／コンフォーマル型 |
4G基地局、
SatComm、5G、レーダー、
180 °を超えるカバレージ図 4. アレイ構成はパラメータで簡単に定義できます。コンフォーマルアレイは、X、Y、Z座標と各素子の回転角度によって定義されます。
フェーズド・アレイ・アンテナ・デザインの微調整
W1720EP/ETを使用すれば、実際のハードウェア実装用にフェーズド・アレイ・アンテナを微調整できます。
- 振幅テーパー
- 素子のパターン／結合
- 位相／振幅の量子化
- ランダムな位相／振幅エラー
図 5. サイドローブの縮小とメインローブの拡大に対する振幅テーパーの影響。圧縮条件でドライブされる振幅によって生じる振幅テーパーと位相歪みの影響の解析が可能。
図 6. デジタル移相器／アッテネータからのランダム（量子化）位相／振幅エラーの影響。
図 7. 性能劣化の原因となるコンポーネントを特定してハードウェア実装用のコンポーネントを適切に仕様化するための、素子またはアレイ・システム・チェーンのバジェット解析が可能。
図 8. 安定したフェーズドアレイ動作を実現するためのモンテカルロランダム（またはユーザー指定素子障害）解析と広帯域Squinting解析が可能。
図 9. アンテナ素子の偏波およびアレイ放射偏波に対する影響を解析可能。アンチジャミングおよびアンテナダイバーシティーの偏波不整合の定量化が可能。
図 10. FCCコンプライアンスで規定されている空間放射スプリアス相互変調、近接アンテナやマルチモード通信レーダーのAESA動作による干渉の解析が可能。
図 11. ハードウェアを実現するコンポーネントを短時間で評価するために、市販の移相器、アッテネータ、アンプ、ミキサーのSパラメータ、Xパラメータ、Sysパラメータを利用可能。
お客様の声
- 「今年、このツールを追加したことで、スプレッドシートでフェーズドアレイを解析するためにSystemVueを使用する価値が非常に高まりました。3つの機能が大変、役に立ちました。フェーズド・アレイ・コンポーネントに対するSパラメータの追加、マルチトーン周波数解析、データフローの遠方界ブロックです。現在は、フェーズドアレイ解析を用いて作成した1つのアレイモデルを準備して、動的な解析のためにRFリンクを使用しています。」
- 「フェーズドアレイ解析の、シングルトーンおよびマルチトーンの相互変調やハーモニックシミュレーションが気に入っています。」
- 「他のツールでは完了するまで1週間かかっていたシステムデザインの解析が、SystemVueで実行したらほぼ1日で完了しました。」
- 「SystemVueで実装した統合済みのNチャネル送受信モジュールは、予測パラメータにかなり適合しています。」
- 「フェーズド・アレイ・デザイン・キットに求めるものすべてを、キーサイトは実現してくれました。」
- 「詳細なAESAシステムデザインで、このツールを使用し始めるのが非常に楽しみです。」
構成
W1720 フェーズド・アレイ・ビームフォーミング・キットはすべてのSystemVue環境に追加できます。W1719 RFシステム・デザイン・キットは不要ですが、RFアレイのアーキテクチャーの解析にはW1719を使用することを強くお勧めします。W1719を使用しなくても、W1720でもシステムレベルのデータフローのシミュレーションやビームの測定が可能です。
W1720は以下のバンドルやライブラリには標準装備されています。
- W1467 SystemVue Array Architect
- W1905 レーダー・モデル・ライブラリ
- W1906 5Gベースバンド検証ライブラリ
- W1907 5Gフォワードベースバンド検証ライブラリバンドル
- W1908 車載レーダーライブラリ
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SystemVueのすべての構成を表示するには下のリンク先を参照してください。