[문서] MW_WSAudiology 보청기 전자기 특성 분석 (Using CST)

MW_WSAudiology_보청기 전자기 특성분석 (Using CST Studio Suite) 다쏘시스템 WSAudiology의 새로운 고객 사례를 공유하게 되어 기쁘게 생각합니다. 영상을 통해 자세히 확인 가능합니다. WSAudiology(WSA)는 세계 최대 규모의 보청기 제조업체 중 하나입니다. 이 회사의 첨단 청각학 기술은 작고 안정적이며 합리적인 가격으로 제공됩니다. WSA는 CST 스튜디오 스위트를 사용하여 물리학의 한계까지 설계를 최적화합니다. 더 빠르고 정밀한 시뮬레이션을 통해 WSA는 제품 개발 주기를 단축하고 혁신을 극대화할 수 있습니다. WSAudiology | Developing leading-edge hearing aids with SIMULIA simulation - YouTube 본 자료는 다쏘시스템의 자료로 자세한 내용은 아래 원본 링크를 통해 확인해 보시길 바랍니다. 원본 : 다쏘시스템 커뮤니티

관리자 2024.04.23 조회 32

[문서] Convergentia | Customer Story | CST를 이용한 고성능 안테나 개발

휴대용 전자제품을 위한 소형 고성능 안테나 Convergentia는 세계 최초의 “가상 빌드 팩토리”로 가전 시장을 비롯한 다양한 산업 분야의 고객에게 가상 프로토타입 제작 서비스를 제공하는 전문 기업입니다. 오늘날 스마트폰이나 태블릿과 같은 휴대용 장치에는 셀룰러, Wi-Fi, GPS 등 다양한 무선 시스템이 포함되어 있습니다. 안테나 성능이 좋지 않으면 데이터 처리량이나 커버리지가 좋지 않아 사용자 환경이 나빠지고 통화가 끊기거나 내비게이션이 작동하지 않을 수 있기 때문에 각 시스템에는 기능적인 안테나가 필요합니다. 반면에 디바이스는 매력적으로 보이고 크기를 최소화해야 하기 때문에 디바이스의 두께가 얇고 금속 구조로 되어 있어 안테나 설계에 어려움이 있습니다. 3D 시뮬레이션이 없으면 안테나 성능이 떨어지거나 산업 디자인이 어색해질 위험이 높습니다. 안테나 검증을 위한 대안은 여러 번의 프로토타입을 제작하는 것인데 이는 비용이 많이 들고 리드 타임이 오래 걸린다는 단점이 있습니다. 3D 시뮬레이션이 유용하려면 시뮬레이션 결과가 측정된 데이터와 유사해야 합니다. Convergentia는 둘 사이에 유사성이 떨어지는 경우 주로 시뮬레이션에 프로토타입의 리얼함을 적용하지 않아 발생한다는 사실을 발견했습니다. 디스플레이, 터치 센서 또는 스피커와 같은 복잡한 구조를 모두 1대 1로 모델링하는 것은 실용적이지 않거나 불가능하기 때문입니다. 또한 관심있는 주파수에서는 재료의 특성을 알 수 없을 수도 있습니다. 따라서 기계적인 3D 모델에서 직접 사용할 수 없는 부품을 어떻게 모델링할지 판단하는 것은 안테나 설계자의 역량에 달려 있었습니다. Convergentia의 엔지니어들은 다년간의 전자 시스템 모델링 및 설계 경험을 보유하고 있었으며 이러한 기술을 최대한 활용할 수 있는 시뮬레이션 툴을 찾고 있었습니다. 이러한 이유로 그들은 CST Studio suite®의 강력한 solver를 선택했습니다. 정확한 PCB 레이아웃 모델링 및 접지 구조 대부분의 최신 통합 안테나에는 임피던스 매칭을 위한 Lumped element 또는 RF 스위치가 포함되어 있습니다. 하지만 LTE의 방대한 주파수 대역으로 인해 칩셋 공급업체는 회로에 통합 안테나 매칭 튜너를 포함하기 시작했습니다. R&D 프로세스의 초기 단계에서는 회로 시뮬레이터로 튜닝 요소를 설계할 수 있지만 실제 프로토타입을 제작하려면 레이아웃 시뮬레이션이 필수입니다. 이는 레이아웃 기생 효과가 지배적일 수 있는 고주파수(f>1.7GHz)에서 특히 중요합니다. 전통적으로 안테나 튜닝은 네트워크 분석기를 사용하여 안테나의 반사 손실을 최적화하는 방식으로 이루어집니다. 매칭 네트워크가 없어도 임피던스 정합이 좋으면 일반적으로 우수한 방사 특성도 보장됩니다. 안테나의 효율은 무반향 챔버에서 확인할 수 있습니다. 이 설계 프로세스는 매칭 네트워크가 있는 안테나에는 사용할 수 없는데 이는 좋은 임피던스 매칭이 안테나의 좋은 방사보다 네트워크의 손실을 더 고려할 수 있기 때문입니다. 안테나와 레이아웃 시뮬레이션을 결합하면 엔지니어는 추가적인 PCB 설계 라운드를 피하고 지루하고 느린 안테나 튜닝 프로세스를 건너뛸 수 있습니다. 안테나가 올바르게 동작하려면 적절한 접지면이 필요합니다. 이는 여러 개의 개별 금속 부품이 있는 소형 디바이스에서는 실현하기 어려울 수 있습니다. 디바이스에서 좋은 접지면을 만든다는 것은 금속 부품을 서로 연결하여 안테나 성능을 극대화해야 한다는 것을 의미합니다. 접지 구조가 제대로 설계되지 않으면 대역폭이 부족하거나 의도치 않게 RF 트랩이 생성되어 안테나 손실이 몇 데시벨 증가할 수 있습니다. 이러한 종류의 손실 공진은 안테나 설계자에게 잘 알려져 있으며 프로토타입에서 추적하고 수정하기가 매우 어렵습니다. 이러한 문제의 원인을 찾는데 몇 주가 걸릴 수 있으며 문제를 해결하려면 새로운 프로토타입 제작이 필요할 수 있습니다. 시뮬레이션을 사용하면 프로토타입을 제작하는 비용 없이 설계를 검토할 수 있으며, 필드 시각화를 통해 공진 구성 요소를 눈으로 식별할 수 있습니다. 실제 시스템의 정확한 가상 프로토 타입 그림 1. 여러 개의 안테나가 있는 태블릿의 실제 프로토타입 및 시뮬레이션 모델 그림 2. 매칭되지 않은 셀룰러 안테나(위) 및 매칭 회로가 포함된 셀룰러 안테나(아래) 그림 3. GPS 및 Wi-Fi 안테나 그림1은 기본 및 보조 셀룰러 안테나와 GPS 및 Wi-Fi 안테나를 포함하여 Convergentia에서 제작한 태블릿 프로토타입을 보여줍니다. 셀룰러 안테나는 플라스틱 안테나 캐리어에 장착된 플렉스 타입으로 그림 2와 같이 안테나 임피던스 매칭과 클립 공급을 위한 소형 PCB가 장착되어 있습니다. 그림 3에서 볼 수 있듯이 GPS 안테나는 별도의 PCB에 에칭되어 있고 Wi-Fi 안테나는 세라믹 유형입니다. Convergentia는 시뮬레이션과 측정의 상관 관계가 매우 좋다는 것을 발견했습니다. 임피던스 매칭은 두 개의 코일과 두 개의 커패시터로 이루어졌습니다. Convergentia는 시뮬레이션과 측정 사이의 차이가 모델과 물리적 현실 사이의 차이로 인해 발생한다는 것을 발견했습니다. 그림 4. 물성 특성 및 구성 요소 값의 불확실성으로 인한 시뮬레이션과 측정 값 사이의 차이 그림5. 두 가지 다른 매칭 회로 구성에 대한 안테나의 S11 및 방사효율 세라믹의 재료 특성과 PCB 접지의 세부 사항을 알 수 없었기 때문에 그림 4와 같이 Wi-Fi 안테나 주파수 응답에 약간의 불일치가 발생했습니다. 안테나와 재료 특성을 약간 조정한 결과 예상한 성능을 얻을 수 있었습니다. 그림 5와 같이 기본 셀룰러 안테나 시뮬레이션 결과와 측정 결과 사이에는 좋은 상관관계가 있었습니다. 가상 프로토타입 제작을 통해 장치 개발 시간 및 프로토타입 라운드 수가 단축되었습니다. 이러한 속도 향상은 두 가지 요인에서 비롯되었습니다. 첫째, 실제 프로토타입 제작 중 안테나 성능 문제로 인한 기계적 변경이나 PCB 변경이 필요 없었습니다. 안테나의 잠재력을 모두 활용하기 위해 미세 조정만 하면 되었습니다. 둘째, 모든 안테나가 구성된 대로 동작했기 때문에 안테나 설계자가 안테나를 먼저 작동시킬 때까지 기다릴 필요 없이 다른 영역의 테스트를 시작할 수 있습니다. 예를 들어 EMC 및 데이터 처리량 테스트를 즉시 시작할 수 있습니다. 성공적인 가상 빌드를 위한 전제 조건은 시뮬레이션 모델이 디바이스의 네트워크 레이아웃과 접지 구조를 포함하여 향후 프로토타입과 일치해야 한다는 것입니다. Convergentia의 시뮬레이션 전문성과 CST Studio Suite의 강력한 CAD Import 툴 및 정확한 solver 기술을 결합하여 효과적인 가상 프로토타이핑 워크플로우를 구현할 수 있었습니다. 본 자료는 다쏘시스템의 자료로 자세한 내용은 아래 원본 링크를 통해 확인해 보시길 바랍니다. 원본 : 다쏘시스템 PDF 다운로드 : https://www.3ds.com/assets/invest/2024-02/simulia-em-convergentia-case-study.pdf

관리자 2024.04.16 조회 66

[문서] 통신용 어레이 안테나의 성능

타워에 여러 개의 통신 안테나가 있다는 것은 안테나를 최적의 위치가 아닌 곳에 설치해야 할 수도 있음을 의미합니다. 전자기 시뮬레이션을 사용하여 안테나를 설계하고 타워에서 안테나의 위치를 최적화할 수 있습니다. 이 문서에서는 전방향성 손실을 최소화하기 위해 CST Studio Suite의 여러 solver를 결합하여 전방향성 스택형 비콘 안테나 어레이의 설치 위치를 예측하는 방법을 설명합니다. 전방향성 안테나를 타워에 설치 시, 가장 적합한 위치는 구조물의 맨 위쪽입니다. 그래야 안테나가 배치될 때 전방향성 성능을 구현할 수 있기 때문입니다. 하지만 안타깝게도 이 위치에 안테나를 설치하는 것은 현실적으로 불가능한 경우가 많습니다. 일반적으로 마스트에는 동일한 구조물에 여러 개의 안테나가 위치하며, 이러한 안테나 중 일부는 전방향성 특성을 갖습니다. 따라서 전방향성 안테나가 붐에 장착되는 위치에서 타협점을 찾아야 하는 경우가 많습니다. 붐은 인접한 타워 구조가 안테나 전방향성 패턴을 방해하지 않도록 충분히 길도록 설계되었습니다. 많은 시스템이 시스템의 견고성을 높이기 위해 다중 안테나 기술을 사용합니다. 이러한 시스템은 필연적으로 타워 구조물과 안테나 간의 상호 작용이 불가피한 타워 위치에 전방향성 안테나를 설치해야 한다는 요구 사항으로 이어집니다. 이러한 전체 배치 체계 내에서 각각의 안테나는 다양한 빔 모양을 가질 수 있습니다. 종종 안테나 구조에 약간의 전기적 기울기가 제공되어 대부분의 방사선이 지평선 아래에서 발생하게 됩니다. 이러한 방식으로 방사되는 신호의 대부분은 시스템 가입자가 위치한 지역에 있게 됩니다. 최대 범위가 필요한 지역에서 최대 이득이 발생하도록 안테나의 이득 프로파일도 조정됩니다. 이것은 지평선에 있거나 지평선에 매우 가까울 것입니다. 고도 패턴은 특정 고도 각도에서 신호의 끊김을 방지하기 위해 방사 패턴에서 발생하는 영점을 채우는 방식으로 프로파일링되는 경우도 많습니다. 타워의 존재로 인한 방사 패턴의 중단 외에도 이러한 매개변수를 모두 고려해야 합니다. 시뮬레이션은 안테나와 타워 조합의 성능을 고려하기 전에 이러한 요구 사항에 맞게 최적화됩니다. 효과적인 방사 패턴을 결정하기 위해 이러한 안테나 구성을 테스트하거나 시뮬레이션하는 기존 방법을 사용하는 것은 어렵습니다. 안테나와 타워를 함께 테스트하는 것은 표준 안테나 테스트 범위 중 하나에서 실용적이지 않은 경우가 많습니다. 그 이유는 안테나와 타워의 조합으로 형성된 전체 구조가 너무 크고 번거롭기 때문입니다. 또한 안테나 구조의 미세한 디테일로 인해 전체 구조에 엄청난 수의 mesh cell이 발생하기 때문에 모델 체적 이산화에 의한 전체 구조를 시뮬레이션하는 것도 어렵습니다. 이는 결국 시뮬레이션 시간이 엄청나게 길어질 수 있다는 것을 의미합니다. CST Studio Suite의 Integral equation solver는 비교적 작고 세밀한 구조물(안테나)의 성능을 훨씬 큰 구조물(타워)과 함께 분석하는데 이상적입니다. 이 solver의 surface mesh 특성은 필요한 정확도를 달성하면서 계산 시간을 관리 가능한 수준으로 유지합니다. 그림 1. 타워의 안테나 그림 1은 안테나와 타워의 배치를 보여줍니다. 이를 통해 타워 구조물 근처에 전방향성 안테나를 배치하는 방법에 대한 소개를 드리겠습니다. 안테나 성능 이 분석을 위해 선택한 안테나는 3.5GHz에서 동작하는 고이득 적층 바이콘 전방향성 안테나입니다. 이러한 안테나는 다른 구조물에서 멀리 떨어진 곳에 설치할 경우 지평선 주변에서 매우 균일한 방사 패턴을 생성합니다. 여기에 사용된 특정 설계는 수평으로 10dBi의 이득을 갖습니다. 그림 2. 안테나 구조 그림 2는 단일 안테나 구조를 보여줍니다. 이 안테나는 먼저 Transient solver를 사용하여 시뮬레이션했습니다. 이 특정 어셈블리는 개별 방사 요소의 초기 최적화에 따라 CST Studio Suite에서 설계되었습니다. 먼저 개별 요소를 시뮬레이션하고 원뿔 직경, 원뿔 각도, 상단과 하단 원뿔 요소 사이의 간격을 모두 변경하여 반사 손실 및 방사 패턴에 대한 최적의 특성을 가진 개별 원뿔을 생성했습니다. 이 작업이 최적화된 후 단일 케이블에 부착되어 동축으로 장착된 개별 콘 어레이를 시뮬레이션했습니다. 그런 다음 설계 주파수인 3.5GHz에서 수평 이득과 반사 손실이 최적화되었습니다. 이를 위해 주요 파라미터를 변경할 수 있는 파라미터화된 모델을 설정하고 template based post processing을 사용했습니다. 따라서 이는 어레이 구조에 배치된 개별 방사 요소의 구성이 아닌 안테나 구조의 전체 전자기 시뮬레이션입니다. 따라서 상호 결합으로 인한 모든 효과가 고려됩니다. 그림 3. (a)안테나 3D 방사 패턴 (b)안테나 방위각 방사 패턴 (c)안테나 1D 방사 패턴 시뮬레이션 결과는 그림 3을 통해 확인할 수 있습니다. 이 안테나 구조가 독립적으로 기존 방식으로 테스트되었을 경우 테스트 범위에서 얻을 수 있는 측정값과 관련이 있습니다. 안테나의 방사 에너지가 수평선에 집중되는 경향을 볼 수 있습니다. 그림 3(b)와 같이 수평선에 대한 방위각 패턴은 모든 방향에서 균일한 반면, 그림 3(c)의 1D 방사 패턴은 수평선에 메인 빔이 있는 사이드 로브 구조를 보여줍니다. 이러한 구조는 두 개의 대칭 평면을 가지며, transient solver를 사용하면 몇 분 이내에 이 구조를 해석할 수 있습니다. 이 안테나에 대해 얻은 결과는 타워가 모델에 추가될 때 Integral equation solver와 함께 사용할 수 있도록 farifeld source로 저장됩니다. 타워에 장착된 안테나 분석 위에서 설명한 안테나로 만든 동일한 모델에 타워 구조를 추가하여 확장했습니다. 그림 1에서 모델링한 구조는 4개의 수직 기둥이 그 사이에 버팀목으로 연결된 전형적인 타워 구조임을 알 수 있습니다. 이 구조는 붐을 사용하여 안테나에 연결되었습니다. 이 붐의 길이는 안테나와 타워 구조가 일정하게 유지됨에 따라 다양해졌습니다. 타워에 배치했을 때 안테나의 성능을 정량화하기 위해 template-based post processing을 사용했습니다. 수평으로 자른 단면에서 최대 이득에 대한 1D 결과를 얻은 다음 최대 이득, 최소 이득 및 리플(최대 이득에서 최소 이득을 뺀 값)에 대한 0D 결과를 추출했습니다. 그런 다음 매개변수 “Boomlength”로 지정된 붐의 길이가 변함에 따라 이 값을 플롯했습니다. 모델에서 안테나를 숨겨 제거하고 farfield source는 좌표계 중심에서 일정한 위치를 유지한 반면, 타워의 위치는 “Boomlength” 파라미터를 변경하여 변화시켰습니다. 안테나는 원래 farfield source를 더 간단하게 사용하기 위해 좌표계의 원점에 중심을 두고 만들어졌기 때문에 farfield source를 기계적으로 변환할 필요가 없었습니다. 그림 4. “Boomlength” 변화에 따른 안테나 (a)최소 gain (b)최대 gain 결과 (c) gain ripple 결과 그림 5. Azimuth 방사 패턴 (a) “boomlength” 변화 (b) “boomlength=5100mm” 그림 4는 후처리 0D result template에 의해 정의된 피크 이득 파라미터의 변화를 보여주고, 그림 5(a)는 붐의 길이가 300mm에서 5100mm로 변경될 때 중첩된 방위각 방사 패턴을 보여줍니다. 결과를 살펴보면 300mm는 구조물에 너무 가깝기 때문에 안테나가 적절한 전방향 성능을 발휘할 것으로 기대하기 어렵다는 것과 안테나의 거리를 300mm 단위로 늘릴수록 안테나의 성능이 향상됨을 알 수 있습니다. 보다 명확한 이해를 위해 5100mm(시뮬레이션된 boom의 최대 길이)에서의 방위각 패턴을 그림 5(b)에 표시했습니다. 붐의 길이가 증가함에 따라 전체 어셈블리의 surface 수는 시뮬레이션 시간과 함께 약간 증가했습니다. 그러나 시뮬레이션된 가장 긴 붐 길이(5100mm)의 경우에도 surface 수는 여전히 13,130개에 불과했으며 총 solver 시간은 1분 53초였습니다. 그런 다음 안테나를 숨김 해제하여 안테나를 교체하고 farfield source를 제거한 다음 transient solver로 되돌려 시뮬레이션 진행하였습니다. 이 모델에는 65,767,152개의 mesh cell이 있으며 이 모드에서 해석하는데 7시간 59분 57초가 걸렸지만 결과에는 큰 차이가 없었습니다. 이 시뮬레이션은 Dual Intel Xeon E5620 프로세서와 24GB RAM이 장착된 Dell Precision Westmere 컴퓨터에서 수행되었습니다. 결론 타워 근처에 설치된 전방향성 안테나의 경우, 타워가 안테나의 방사 패턴에 상당한 영향을 미친다는 것을 알 수 있습니다. 이러한 변화를 허용 가능한 수준으로 유지하려면 안테나는 구조물에서 상당히 먼 거리에 배치해야 하며, 이는 예상보다 더 먼 거리에 배치해야 할 수도 있습니다. 신호 레벨의 드롭아웃은 상당히 작은 각도 범위에서 발생하므로 패턴의 변화를 이해하면 이 영역을 신호 강도가 덜 필요한 영역으로 정렬할 수 있습니다. 타워에 장착된 전방향성 안테나는 최악의 조건을 의미합니다. 섹터 안테나가 타워에서 멀리 떨어진 또 다른 타워에 장착된 경우 타워와의 상호 작용이 훨씬 적습니다. 이는 이 시뮬레이션에서 생성된 패턴을 살펴보면 알 수 있는데 타워에서 멀어지는 방향의 신호가 타워 방향보다 훨씬 덜 교란됩니다. CST Studio Suite의 Integral equation solver를 사용하면 구조의 미세한 세부 사항을 포함하는 대형 전기 구조물의 효율적이고 정확한 모델링이 가능합니다. 구조물의 크기가 커짐에 따라 transient solver보다 integral equation solver를 사용할 때의 이점이 더욱 커졌습니다. 붐 길이가 최대인 경우, 두 solver 간의 속도 향상 계수는 255:1입니다. 타워에 배치된 안테나 구조의 해석은 이 solver에 특히 적합합니다. 더 큰 구조에는 transient solver를 사용하여 엄청나게 많은 양의 메모리와 해석 시간이 필요하지만 integral equation solver를 사용하면 예제에서 시뮬레이션된 것보다 훨씬 더 큰 구조를 시뮬레이션할 수 있습니다. References [1] CST Studio Suite, https://www.3ds.com/products-services/simulia/products/cst-studio-suite/ 본 자료는 다쏘시스템의 자료로 자세한 내용은 아래 원본 링크를 통해 확인해 보시길 바랍니다. 원본 : https://discover.3ds.com/optimization-reflector-antenna-system?_gl=1*gvs7ov*_ga*MzUzMTM1NjE0LjE3MTA3NDgxNzk.*_ga_DYJDKXYEZ4*MTcxMTA3Mzk1Ni40LjEuMTcxMTA3NDA4MC41Ni4wLjA

관리자 2024.04.09 조회 112

[문서] 새로운 3DEXPERIENCE 예제 기지국 주변의 신호 간섭

소개 SIMULIA R&D는 R2024x FD01 릴리스의 일부로 전자기학 관련 시뮬레이션 예제를 공유할 수 있는 훌륭한 예제를 제공합니다. 기지국 주변의 신호 간섭이라는 제목의 이 예제에서는 3DEXPERIENCE 플랫폼을 사용하여 기지국에 장착된 안테나 간의 전자기 간섭을 평가하여 최적의 위치를 결정하는 방법을 알아봅니다. 기지국(옆면이 켜진 상태)과 두 가지 유형의 안테나가 아래에 나와 있습니다. 녹색 글리프는 이러한 안테나의 잠재적 위치를 나타냅니다. 먼저 다양한 안테나 배치 전략에 대한 간섭에 대한 간단한 분석(시간을 절약하기 위해 이상적인 안테나를 사용)을 수행하고 결과를 분석합니다. 그런 다음 해당 전략에 대한 간섭에 대해 더 자세한 분석(정확도를 높이기 위해 물리적 안테나를 사용)을 수행하고 결과를 분석합니다. 이 예제의 마지막에는 결과를 사용하여 어떤 안테나 배치 전략이 안테나 간 간섭 수준을 가장 낮추는지 결정합니다. 이 시뮬레이션 예제를 완료함으로써 현재 3DEXPERIENCE 플랫폼에 대해 알고 있는 내용을 더욱 확고히 하는 동시에 안테나 배치 앱을 사용하여 시뮬레이션을 실행하는 방법에 대해 자세히 알아볼 수 있기를 바랍니다. 예제 소개 : https://help.3ds.com/2024x/english/DSDoc/SimXmplUserMap/xmpl-m-CellTower-sb.htm?contextscope=onpremise&id=568aaedec15b4f5b9605726cee5f30db 예제 위치 : https://help.3ds.com/2024x/english/DSDoc/SimXmplContentResources/CellTower.zip?contextscope=onpremise 이 예제를 직접 완료하려면 기지국 주변의 신호 간섭을 참조하세요. 본 자료는 다쏘시스템의 자료로 자세한 내용은 아래 원본 링크를 통해 확인해 보시길 바랍니다. 원본: 다쏘시스템 커뮤니티 https://r1132100503382-eu1-3dswym.3dexperience.3ds.com/community/swym:prd:R1132100503382:community:39/post?content=swym:prd:R1132100503382:communitypost:F75jMs68TTu2puoNOYhoPA

관리자 2024.04.08 조회 103

[문서] CST 개발 사례 - '레이슨 테크놀로지' 에너지 하베스팅 기술 개발

FREEVOLTTM RF 에너지 하베스팅을 통합한 대기 오염 모니터링용 소형 스마트 센서 Drayson Technologies는 사람들의 삶을 개선하고 기업 및 정부 고객에게 가치를 제공하기 위해 실행 가능한 인사이트를 생성하는 디지털 건강 및 환경 센서 네트워크 개발에 주력하는 사물인터넷(IoT) 플랫폼 회사입니다. CleanSpace는 Drayson Technologies에서 개발한 대기 오염을 모니터링하는 IoT 센서 네트워크입니다. CleanSpace는 현재 오픈 소스 환경 스테이션(대부분 정부 기관)의 측정값과 사용자의 CleanSpace 앱 또는 전용 게이트웨이와 페어링하여 측정값을 Drayson Techonologies의 클라우드 서비스에 전달하는 모바일 개인 대기 오염 센서인 CleanSpaceTM 태그를 결합한 최대 규모의 대기 오염 및 온도 모니터링 네트워크입니다. CleanSpace 태그의 CO 정확도는 영국의 국립 물리 연구소에서 과학적인 테스트를 거쳤습니다. 그림 1과 같이 CleanSpace Tag에는 일산화탄소 센서, 온도 센서, 스마트폰에 연결할 수 있는 Bluetooth® 연결 기능이 포함되어 있습니다. 이러한 구성 요소는 모두 전원이 필요합니다. 케이블을 사용하여 충전하거나 배터리를 교체하는 기존의 전원 기술은 사용자가 장치를 모니터링하고 정기적으로 충전해야 합니다. Drayson Technologies는 독점적인 Freevolt 기술을 사용하여 CleanSpace Tag의 전력 문제를 해결합니다. 그림 1. CleanSpace Tag IoT 센서 디바이스의 배터리 충전 Freevolt는 Drayson Technologies에서 개발한 독자적인 무선 충전 기술입니다. Freevolt는 특허 출원 중인 혁신적인 무선 충전 기술로, 기존 무선 및 방송 전송의 무선 RF 주파수 하베스팅을 사용하여 충분한 RF 밀도를 사용할 수 있을 때 센서 장치를 서서히 충전하고 고전력 애플리케이션에는 유도 전력 전송(IPT, Inductive Power Transfer)를 사용합니다. CleanSpace Tag 내부의 Freevolt 안테나는 그림 2(a)와 같이 듀얼 밴드 및 고이득 안테나여야 하며 디바이스에 통합할 수 있을 만큼 컴팩트해야 합니다. 이 안테나를 설계하기 위해 Drayson Techonologies는 CST Studio Suite®을 사용했습니다. 그림 2(b)에서는 Freevolt 안테나의 방사 패턴을 보여줍니다. 그림 2. Freevolt 안테나의 (a) feed 및 patch 구조 (b) 방사 패턴 CST Studio Suite은 다양한 solver를 하나의 사용자 인터페이스에 결합합니다. 예를 들어 CleanSpace Tag나 블루투스 안테나 설계와 같은 고주파 시뮬레이션에는 Time Domain Solver를 사용하고 유도 전력 전송과 같은 저주파 시뮬레이션에는 Frequency Domain Solver로 쉽게 전환하는 등 각 애플리케이션에 가장 적합한 solver를 사용할 수 있었습니다. GPU 가속을 통해 전체 Tag를 효율적으로 시뮬레이션할 수 있어 시뮬레이션 시간을 단축하고 비용을 절감할 수 있습니다. 충분한 RF 전력 밀도를 사용할 수 있을 때 RF 에너지를 수확할 수 있는 장치 Drayson Technologies는 그림 3과 같이 CleanSpace Tag의 배터리를 충전할 수 있는 충분한 RF 전력 밀도가 있을 때 RF 에너지를 수확할 수 있는 하베스터를 개발할 수 있었습니다. 이제 Freevolt 기술은 다른 디바이스 및 고객 제품에도 구현할 수 있습니다. 각 특정 애플리케이션에 맞게 조정하기 위해 Drason Technologies는 다시 CST Studio Suite을 사용합니다. STEP, GERBER 및 DXF와 같은 다양한 지원 형식을 통해 광범위한 고객 모델을 가져와 시뮬레이션할 수 있으며 GPU 가속화를 통해 안테나 분석 및 최적화를 빠르게 수행할 수 있습니다. 이 모든 기능을 통해 Drayson Technologies는 고객의 설계 워크플로우에 Freevolt 기술을 적용할 수 있습니다. 그림 3. CleanSpace Tag의 구성 본 자료는 다쏘시스템의 자료로 자세한 내용은 아래 원본 링크를 통해 확인해 보시길 바랍니다. 원본 : 다쏘시스템 자료

관리자 2024.04.04 조회 111

[문서] CST Studio Suite를 이용한 원형 편파 위상 안테나 어레이

CST Studio Suite 2023 버전에서는 subarray 시뮬레이션을 보다 쉽게 설정하고 구동할 수 있습니다. 이는 원형 편파를 사용하는 위상 배열이 필요한 위성 통신에 특히 유용합니다. 아래 이미지에서 격자 로브나 상당한 cross-pol 요소를 생성하지 않고 대각선 평면에서 빔 조정된 모델을 볼 수 있습니다. 이는 고정 및 동적 위상을 가진 특성 요소 배열 때문입니다. 그림 1. 어레이 안테나 기술적으로는 그 이전부터 이야기가 시작됩니다. 복잡한 안테나 배열에 대한 모델링과 시뮬레이션 설정을 자동화하는 Array Task부터 시작됩니다. 우선 무한한 어레이 시뮬레이션을 사용하여 2x2 서브어레이의 Active Element Pattern을 계산합니다. 이를 통해 강력하게 결합된 환경을 고려하여 빔 조정 기능을 신속하게 결정할 수 있습니다: 그림 2. Unit cell 시뮬레이션 결과 이러한 결과를 거대하지만 유한한 위상 배열과 비교하면 결과의 유사성이 높음을 알 수 있습니다: 그림 3. Full Array 시뮬레이션 결과 그러면 전체 안테나 제품의 신속한 개발을 위해 피드 네트워크 및 레이돔 설계로 빠르게 넘어갈 수 있는 자신감을 얻을 수 있습니다. 자세한 내용은 워크플로우를 간략하게 설명하는 다음 애플리케이션 노트를 참조하시기 바랍니다. (QA00000067407) 본 자료는 다쏘시스템의 자료로 자세한 내용은 아래 원본 링크를 통해 확인해 보시길 바랍니다. 원본 : https://r1132100503382-eu1-3dswym.3dexperience.3ds.com/community/swym:prd:R1132100503382:community:39/post?content=swym:prd:R1132100503382:communitypost:k9v--hsAToOUGFC71yAyIg

관리자 2024.03.14 조회 200

[문서] CST를 이용한 Lowpass Filter 설계

CST Studio Suite에서는 Filter Designer 3D라는 고급 도구로 필터를 설계하는데 유용한 새롭고 다양한 기능을 다시 한 번 도입했습니다. Bandpass, Bandstop 및 Diplexer 필터를 위한 기존의 강력한 커플링 매트릭스 합성 외에도 이제 Lowpass 및 Highpass 응답을 위해 ladder 회로를 합성할 수 있습니다. 사용자는 대역 외 제거를 위해 Transmission zero를 배치하여 다양한 회로 토폴로지를 만들거나 Chebyshev 혹은 Butterworth와 같은 기존의 응답 중 선택할 수 있습니다. 또한 시뮬레이션된 S-parameter 응답을 기반으로 파라미터 추출 기능도 제공합니다. 즉, 커플링 행렬에서 사용할 수 있는 것과 유사하게 내장된 옵티마이저가 이를 목표 함수로 직접 활용할 수 있습니다. 아래에는 Filter Designer 3D의 합성에서 시작하여 최적화된 3D 모델로 끝나는 워크플로우가 설명되어 있습니다. 최근에 도입된 partial RLC solver는 equivalent lumped component를 설계하는 데에도 활용할 수 있습니다. 이는 분산 효과를 결정하여 대역 외 성능을 더 잘 제어하는 데에도 도움이 될 수 있습니다. 다음은 몇 가지 예시입니다: ​본 자료는 다쏘시스템의 자료로 자세한 내용은 아래 원본 링크를 통해 확인해 보시길 바랍니다. 원본 : 다쏘시스템

관리자 2024.03.04 조회 151

[문서] CST를 활용한 IIoT 구동 사설 5G 네트워크 설계

최근 전기차 시장이 급성장하면서 전기차 충전 시장도 덩달아 커지는 추세입니다. 전기차 사용자는 케이블을 이용한 충전을 해야하기 때문에 많은 제약이 존재하며 이 문제는 무선 전기 차량 충전이 해결 방안이 될 수 있습니다. 오늘은 무선 전기 차량 충전에 대한 CST Studio Suite을 이용한 설계 분석에 대해 살펴 보겠습니다. CST를 활용한 IIoT 구동 사설 5G 네트워크 설계 Dassault Systèmes, Stephen Jorgenson-Murray 사설 5G 네트워크가 IIoT의 차세대 혁신인 이유 5세대 모바일 통신 표준인 5G는 이미 전 세계적으로 출시되기 시작했습니다. 사실, 여러분 중 일부는 공용 5G 셀룰러 연결을 통해 이 게시물을 읽고 있을 것입니다. 하지만 분석가들이 2030년대까지 주요 시장으로 성장할 것으로 예상하는 5G의 또 다른 응용 분야가 있는데, 바로 산업용 사물 인터넷(IIoT)을 위한 사설 5G 네트워크입니다. 사설 산업용 무선 네트워크는 유선 네트워크보다 훨씬 더 유연하고 공용 네트워크보다 더 나은 보안과 안정성을 제공합니다. 네트워크를 다시 연결하지 않고도 시설을 변경할 수 있으며, 이는 가동 중단 시간을 최소화하면서 다양한 제품을 생산하기 위해 조립 라인을 자동으로 재구성할 수 있는 '스마트 팩토리' 개념의 잠재력을 최대한 발휘하는 데 매우 중요한 요소입니다. 사설 5G 네트워크는 공용 셀룰러 네트워크가 확산되는 도시 지역에서 멀리 떨어진 광산이나 항구와 같은 시설에도 필요할 것입니다. 산업용 사물 인터넷(IIoT) 애플리케이션에서 4G/LTE 및 WiFi와 같은 무선 프로토콜을 사용하려는 이전 시도는 이러한 기술의 몇 가지 한계로 인해 어려움을 겪었습니다. 조립 라인의 로봇 팔이나 자율 주행 로봇(AGV)과 같은 미션 크리티컬 기계에는 거의 즉각적인 응답 시간을 제공하는 매우 안정적인 연결과 원격 측정 및 고화질 비디오와 같은 데이터를 전송할 수 있는 충분한 대역폭이 필요합니다. 특히, AGV가 제조 현장을 가로질러 이동하는 동적 조건에서도 고품질 연결을 유지해야 합니다. 특히 WiFi는 이러한 시나리오에서 연결을 유지하는 데 어려움을 겪을 수 있습니다. 5G는 이전 무선 프로토콜에 비해 훨씬 빠른 데이터 속도, 낮은 지연 시간, 우수한 동적 연결 지원을 제공하므로 제조 홀이나 창고와 같은 대규모 시설의 유선 네트워크를 대체할 수 있는 잠재력을 가지고 있습니다. *IIOT 로봇은 로컬 네트워크에 안정적으로 연결되어야 합니다. 모든 작동 조건에서 연결성을 보장하기 위해 다양한 안테나 위치를 시뮬레이션해야 합니다. 사설 5G 네트워크 설계의 과제 제조업에서는 다운타임이 발생하면 많은 비용이 발생하며, 일부 유형의 시설(예: 창고, 발전소, 공항, 병원)에서는 안전에 치명적일 수 있습니다. 따라서 산업용 네트워크는 소비자 등급 네트워크가 허용하는 것보다 훨씬 더 엄격한 커버리지 및 안정성 표준이 필요합니다. 특히 파장이 너무 짧아 벽이 장애물이 되고 반사로 인해 복잡한 다중 경로 전파가 발생하는 밀리미터파(mm-wave) 대역의 경우 5G 네트워크의 커버리지를 확보하는 것이 어려울 수 있습니다. 대부분의 사설 5G 네트워크는 실내에 있는 시설을 커버하므로 커버리지와 연결 품질을 보장하기 위해 네트워크를 매우 신중하게 설계해야 합니다. 이러한 환경은 금속 기계, 차량, 컨테이너 및 기타 이동식 구조물로 가득 차 있는 경우가 많기 때문에 더욱 까다롭습니다. 사설 5G 네트워크는 예상되는 공간의 모든 구성에서 작동할 수 있을 만큼 민첩해야 합니다. *격납고 내 네트워크 커버리지 평가: 복잡한 환경에서 음영 영역을 예측하는 최신 솔버를 통해 해석 가능합니다. 산업을 위한 5G의 힘을 실현하는 시뮬레이션 다쏘시스템은 민첩한 사설 5G 네트워크의 계획을 용이하게 하는 솔루션을 제공합니다. 이 솔루션은 제조업체와 기타 이해관계자가 최적의 5G 액세스 포인트를 설계할 수 있도록 지원할 뿐만 아니라 업계 최고의 SIMULIA 소프트웨어인 CST Studio Suite의 전자기 시뮬레이션 기술을 통해 복잡한 3D 환경을 통한 전자기장의 전파를 계산합니다. 반사와 회절을 포함한 전체 파동 거동을 모델링하여 다중 입력 다중 출력(MIMO) 및 다중 경로 전파를 캡처할 수 있습니다. 채널 임펄스 응답을 계산하여 연결 품질을 확인할 수 있습니다. 네트워크 계획자는 운영 계획 및 시뮬레이션 도구와 다쏘시스템의 DELMIA 및 CATIA 브랜드의 CAD 도구와 각각 연동하여 기계가 이동하고 공간이 재구성될 때 전파 및 커버리지가 어떻게 영향을 받는지 고려할 수 있습니다. 예를 들어 항공기 격납고에서는 시뮬레이션을 통해 항공기 그림자에 수신이 불량한 영역이 있는지 여부뿐만 아니라 항공기나 AGV가 공간 내에서 이동함에 따라 이러한 그림자가 어떻게 변하는지도 확인할 수 있습니다. 스마트 팩토리에서는 시뮬레이션을 통해 다양한 조립 라인 구성에 대한 5G 전파 및 커버리지를 확인할 수 있습니다. 네트워크 설계 프로세스에서 시뮬레이션을 활용하면 사설 5G 네트워크의 출시가 빨라져 시간과 비용을 모두 절약할 수 있습니다. 시뮬레이션은 엔지니어가 가능한 시나리오에서 안정성을 보장하여 다운타임을 줄이고 최적의 액세스 포인트 수를 배포하여 지속 가능한 네트워크를 보장하는 데 도움이 됩니다. 혼잡한 전자기 환경에서 co-site interference 및 전자기 호환성(EMC)은 심각한 문제입니다. EMC 시뮬레이션은 개발 프로세스 초기에 잠재적인 간섭 문제를 식별하여 설치 후 고비용의 수정이 필요한 위험을 줄여줍니다. 또한 RF 방사 노출에 대한 안전 한도를 초과하지 않도록 작업자의 RF 장 노출을 분석할 수 있습니다. 사설 5G 네트워크는 일반적으로 장비 제조업체, 네트워크 설계자/운영자, 최종 사용자를 포함한 여러 주요 이해관계자 간의 긴밀한 협업을 필요로 합니다. 이러한 모든 이해관계자의 요구사항과 의견은 3DEXPERIENCE 플랫폼에서 협업 설계 및 시뮬레이션을 통해 통합됩니다. 이를 통해 사일로를 허물고 더 빠르게 설계를 반복할 수 있으며 안테나 설계와 같은 기밀 지적 재산도 보호할 수 있습니다. 핵심 사항 5G는 이전 무선 프로토콜보다 더 높은 대역폭, 더 낮은 지연 시간, 더 나은 동적 성능을 제공합니다. 사설 5G 네트워크는 수천 개의 연결된 디바이스가 서로 밀접하게 작동할 수 있도록 지원하여 IIoT의 잠재력을 실현하고 시설을 더욱 민첩하고 효율적이며 안정적으로 만들 수 있습니다. 많은 산업 현장은 5G 네트워크를 구축하기에 까다로운 환경입니다. 움직이는 기계와 스마트 조립 라인은 네트워크가 모든 시나리오에서 제대로 작동하는지 확인하기 위해 다양한 장비 구성을 평가해야 한다는 것을 의미합니다. 시뮬레이션을 통해 설치를 시작하기 전에 신호 전파 및 커버리지를 평가할 수 있습니다. 신호가 좋지 않은 지역을 식별하고 수정하여 잠재적인 통신 문제와 다운타임을 방지할 수 있습니다. 시뮬레이션을 사용하여 사설 5G 네트워크를 개발하면 시간과 비용을 모두 절약하고 배포 위험을 줄일 수 있습니다. 저자 소개 : Stephen Jorgenson-Murray Join a community of simulation enthusiasts focused on advancing the use of SIMULIA simulation solutions in science and engineering! It’s free and easy. Start a discussion with other members of the SIMULIA Community. Talk through your simulation questions with peers, SIMULIA experts, and SIMULIA Champions. Apply to be an author to create posts, share useful tips you discovered for SIMULIA software, and establish yourself as a thought-leader. The SIMULIA Community is home to both SIMULIA product users and SIMULIA subject matter experts around the world. 본 자료는 다쏘시스템 블로그의 자료로 자세한 내용은 아래 원본 링크를 통해 확인해 보시길 바랍니다. 원본 : 다쏘시스템 블로그

관리자 2024.02.15 조회 173

[문서] 5G 안테나 해석 방법론(Using CST)

Dassault Systèmes LTE로 대표되는 4G 이동통신 서비스 시작 후 약 10년, 초고속(20Gbps), 초연결(100만개/km2) 그리고 초저지연(1ms)의 차세대 5G 모바일 통신 시스템 기술의 도래는 IoT, Mobile Cloud, V2X 등 다양한 분야에 활용되면서 일상 생활에 많은 변화를 가져 올 것입니다. 이와 같은 차세대 5G NR(New Radio)은 6GHz 이하 대역인 Sub 6 대역과 24.5GHz 이상 대역인 mmWave 대역을 활용합니다. 이에 따라 변경된 주파수 대역에 맞는 새로운 디자인과 새로운 규격을 만족하는 안테나를 설계 할 필요가 있습니다. 이번 웨비나에서는 다쏘시스템의 전자기장 솔루션인 Antenna Magus와 CST Studio Suite을 통한 5G 대역 안테나의 효율적인 설계 방법에 대해 진행합니다. 해당 웨비나를 통해 CST Studio Suite을 활용한 5G 안테나 설계 방법에 대해 경험해 보시기 바랍니다. https://www.youtube.com/watch?v=IKUn6zDFmyc&t=1800s

관리자 2023.12.07 조회 210

[문서] CST Studio Suite을 사용한 전자기학 및 열 분석

Dassault Systèmes - 하나의 GUI, Multiphysics - 이 온라인 세미나에서는 CST Mphysics Studio의 주요기능과 두 가지 세부 예제를 살펴볼 수 있습니다. 동영상 보기 많은 사랑을 받고 있는 CST 사용자 인터페이스로도 열 해석을 수행할 수 있다는 사실을 알고 계셨나요? 이 e-세미나에서는 CST Multiphysics studio와 주요 기능에 대한 소개와 함께 두 가지 세부 예제를 소개합니다. 첫 번째 예제는 스위치 기어의 열 솔버에 EM 손실을 직접 가져오는 방법을 보여주고, 두 번째 예제는 스마트폰의 열 성능을 시뮬레이션하는 방법을 설명합니다. 하이라이트: CST Multiphysics studio 기능 알아보기 성공적인 열 해석을 위한 주요 모델링 기법 이해 본 자료는 다쏘시스템 홈페이지 자료로 자세한 내용은 아래 원본 링크를 통해 확인해 보시길 바랍니다. 원본 : 다쏘시스템

관리자 2023.11.13 조회 253