天线设计将去往何方？

八吨牛

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。

magicsissy

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。

mwtee

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

00d44

引子不错，支持下，稍后回复

yetao

看到好帖子要顶，天线的人才还是很缺的，做的好的并不多

huangfeihong88

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。

yetao

只能说工具越来越贴心了！

aiyang

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）

zhbzhong

说的很好。我支持上面的说法－－

zhbzhong

仿真软件只是一个工具。最主要还是要有经验。