Optenni Lab(天线匹配电路设计及自动优化软件)

　　Optenni Lab是一款功能强大的天线匹配电路设计及自动优化软件，其提供了自动匹配电路、可调天线设计、多天线匹配、阻抗分析工具等丰富的设计工具与优化工具供您进行选择，并具有直观的操作界面与简单的工作流程，为用户带来一套完善的天线匹配线路设计与模拟方案，可以应用于无线设备、基站天线、汽车通讯、医疗设备等各个领域，这里为您分享了Optenni Lab的本，您可以激活为注册版本，有需要的朋友赶紧到本站下载体验吧！

软件功能

　　匹配电路综合： Optenni Lab的自动匹配电路综合使用快速并行化的多核优化技术为用户提供了多种优化拓扑。该综合适用于单端口和多端口RF系统。

　　使用组件库进行优化： Optenni Lab使用领先的电感器和电容器制造商的组件模型来优化匹配电路，同时考虑到组件损耗，寄生效应和组件公差。

　　公差分析： Optenni Lab的公差分析功能可轻松分析各种拓扑对组件公差的敏感性。可以选择库组件的不同可用公差变量进行分析。

　　可调天线设计： Optenni Lab支持可调天线设计，目标频段由固定和可变组件的网络切换，可以通过开关或专用调谐器组件来实现。

　　多天线匹配： Optenni Lab支持多天线匹配，以实现最佳效率，同时考虑了天线到天线的耦合。优化设置可以控制效率和隔离度。

　　先进的阻抗分析工具： Optenni Lab提供了先进的分析工具，例如带宽电势和电磁隔离计算，用于评估和确定天线概念和原型的等级。

　　辐射效率计算： Optenni Lab支持频率相关的辐射效率数据，以优化天线的总效率。

　　电磁仿真器和电路仿真器的链接： Optenni Lab通过EM仿真器链接无缝链接到领先的电磁仿真器，从而可以优化天线的总效率，包括天线，其环境和匹配电路的损耗。Optenni Lab还可以使用电路仿真器链接将合成的匹配电路传输到电路仿真器，以进行进一步分析。

　　与矢量网络分析仪的链接： Optenni Lab通过网络分析仪链接基于测量实时地优化匹配电路，弥合了测量与仿真之间的差距。

软件特色

　　Optenni Lab通过使用实际的组件模型快速解决阻抗匹配问题，从而提高了天线和RF设计人员的生产率。

　　通过重新优化匹配电路，可以轻松地补偿最新设计变更。

　　Optenni Lab优化了无线产品的整体性能，从而确保了更高的产品质量。

　　Optenni Lab的全面解决方案使新手设计师和经验丰富的RF工程师都受益。它具有直观的图形用户界面，非常易于学习。

　　借助Optenni Lab，天线设计人员可以快速评估新的天线设计和概念。

　　Optenni是匹配电路设计工具的全球领先供应商，采用了客户驱动的创新技术并与无线行业的领先企业建立了合作伙伴关系。

　　Optenni Lab是根据客户需求持续开发的，以解决具有挑战性的设计问题。

安装方法

　　1、下载并解压软件，双击安装程序进入如下的许可协议界面，点击【I agree】按钮同意并进入下一步的安装。

　　2、选择安装用户，可以选择默认为此电脑的所有用户安装，也可以仅为当前个人安装。

　　3、选择安装位置，用户可以选择默认的C:\Program Files (x86)\Optenni\Optenni Lab 4.3。

　　4、选择安装文件夹，选择默认的Optenni Lab 4.3即可，直接点击【install】按钮进行安装。

　　5、弹出Optenni Lab安装成功的提示，单击【next】。

　　6、弹出如下安装向导完成的提示，点击【finish】。

　　7、打开补丁文件夹“_SolidSQUAD_”（若为压缩包，可以先进行解压），然后将ProgramData复制到根目录，即“C盘”。

　　8、弹出目标包含同名文件的提示，选择【替换目标中的文件】。

　　9、将补丁文件“OptenniLab.exe”复制到软件的安装目录，默认路径为C:\Program Files (x86)\Optenni\Optenni Lab 4.3。

　　10、弹出如下的目标包含同名文件的提示，选择【替换目标中的文件】。

　　11、运行Optenni Lab，即可开始进行使用。

使用说明

　　Optenni Lab —可获得带宽的估计

　　Optenni Lab提供了使用带宽电位和Q因子方法从天线阻抗曲线估计可获得带宽的工具。

　　带宽潜力

　　在带宽电位计算中，Optenni Lab为每个频率构建一个两分量匹配电路，并计算获得的最大阻抗带宽。它重复了所有频率的分析，并给出了一条曲线，该曲线显示了可以在不同频率下获得哪种带宽。

　　通过带宽潜力计算，您可以

　　比较不同匹配的天线，以显示哪一个天线可获得最佳带宽

　　验证带宽是否足够大以适合所需的应用，即使天线最初并未共振

　　检查天线提供最大带宽的频率

　　带宽潜力计算可加快天线设计过程。您可以从测量或仿真的原型快速估算可获得的天线带宽，而无需明确地将天线调谐到所需频率范围的谐振。如果带宽不足，则可以修改设计并计算潜在的带宽，直到满足规格要求为止。然后，您可以通过更改天线的几何形状或通过与Optenni Lab生成匹配电路来将天线调谐至谐振。

　　Optenni Lab提供了两种计算带宽潜力的方法：

　　标准：在每个频率处，阻抗与发生器阻抗共轭匹配，并且对称阻抗带宽以所需的匹配水平记录。

　　优化：在每个频率下，通过两分量匹配电路的对称带宽被最大化，并记录该带宽。

　　标准和优化带宽潜力的示例。垂直轴是相对带宽占中心频率的百分比。

　　Q因子估计

　　此外，Optenni Lab可以直接基于阻抗数据估算天线Q因子。这种方法的准确性不如带宽电势计算准确，尤其是在阻抗数据有噪声或存在多个共振的情况下。

　　Optenni Lab —组件库

　　Optenni Lab包含一个易于使用的常用电感器和电容器组件库，支持自动匹配电路生成和灵敏度分析。目前，库中包括来自5个主要制造商（AVX，Coilcraft，Murata，Taiyo Yuden和TDK）的大约70个组件系列，并计划增加其他制造商和组件系列。

　　设置库非常快速，容易：从Optenni Lab您可以浏览可用的组件系列并将喜欢的组件下载到计算机上。此后，组件系列可用于优化自动匹配电路生成和手动创建的拓扑。因此，在Optenni Lab中，使用实际的组件模型对匹配电路进行优化是非常快速和容易的：

　　读取负载阻抗文件

　　指定所需的频率范围

　　选择匹配组件的数量

　　选择要使用的电感器和电容器系列

　　在几秒钟内，Optenni Lab为您提供了几种优化的匹配电路拓扑。在优化过程中，Optenni Lab考虑了组件内部的损耗和寄生效应，并选择了可用离散组件值的最佳组合。

　　优化匹配电路后，您可以调整元件值并查看其对电路性能的影响。元件库还包含公差数据，因此您可以研究元件公差对匹配电路性能的影响。

　　电磁隔离的计算

　　在分析两个天线之间的隔离度时，众所周知，两个天线的匹配会影响隔离度。为了消除天线匹配的影响，Optenni Lab可以计算出所谓的电磁隔离，其中在每个频率下，两个天线端口已同时进行共轭匹配，而其他端口则以给定的阻抗进行端接。对于两端口系统，电磁隔离会提供最差的隔离，并且由于阻抗不匹配，因此获得的隔离总是比隔离更好。电磁隔离的概念用于例如分集天线的分析。

　　电磁隔离计算使您能够

　　通过标准化两个天线的匹配，快速计算天线放置对隔离的影响

　　显示隔离元素（例如超材料）对获得隔离的影响

　　两端口天线系统的天线S参数和计算出的电磁隔离度，均以dB为单位。

　　自动匹配电路综合

　　Optenni Lab的匹配电路综合快速且易于使用。您不需要任何阻抗匹配或电路仿真技能即可在Optenni Lab中优化匹配电路。您可以使用右侧的四个步骤在不到十秒钟的时间内生成匹配电路。

　　在数秒钟之内，Optenni Lab可以综合，优化和排列许多电路拓扑。对于每个生成的电路，Optenni Lab都会在史密斯圆图上显示电路拓扑，匹配电路的S参数以及输入阻抗。

　　在匹配电路生成中，您还可以：

　　考虑匹配电路组件中的损耗

　　使用组件库中的电感器和电容器模型

　　手动指定拓扑

　　修复一些组件值

　　设置组件值的上限和下限

　　进行公差分析

　　交互式调整生成的电路

　　在手动创建的拓扑中，可以使用以下组件：

　　电感器

　　电容器类

　　电阻器

　　传输线

　　2端口S参数块（例如，精确的组件模型）

　　这些组件可以串联和并联放置，也可以放在分层并联和串联谐振器内部。因此可以定义和优化非常复杂的匹配电路拓扑。

　　对于通带中的每个频率范围，可以指定不同的效率目标水平。另外，可以给出阻带衰减目标。

　　请注意，匹配电路综合可与任意频率相关的复数终端阻抗一起使用。电路的S参数是根据功率波理论计算得出的，该理论正确描述了匹配电路中功率的传播。

　　多端口匹配

　　Optenni Lab有一个单独的模块，用于同时进行多端口匹配，其中针对多个端口同时优化了阻抗匹配。多端口匹配有两种操作模式：

　　天线模式：同时优化多个天线的效率。

　　通用多端口模式：优化匹配系统的合适S参数（例如S21）。此模式用于滤波器，放大器，近场通信，无线充电等。

　　在天线模式下，您可以为天线之间的隔离指定目标，而在常规多端口模式下，您可以为任何S参数指定阻带标准。在两种模式下，都可以通过优化的匹配电路将某些端口接地。

　　同时多端口匹配比单端口匹配要复杂得多，尤其是在不匹配系统的端口之间存在高耦合的情况下。通常，所有端口的匹配都需要同时优化。Optenni Lab的多端口模块可为所有端口提供快速并行的多端口匹配以及自动或手动拓扑创建。多端口模块完全支持Optenni Lab的组件库和公差分析。可以使用Optenni Lab中的电磁隔离工具检查两个天线之间最差的隔离情况。

　　多端口模块为Optenni Lab添加了独特的易于使用的功能。多端口模块的示例应用程序是：

　　MIMO天线匹配：考虑到天线之间的耦合，同时匹配MIMO或分集天线。系统经过优化，以实现最佳效率，而不是最佳阻抗匹配。

　　近场通信和无线充电：在近场通信（NFC）和无线充电应用中，接收线圈和发射线圈（天线）的匹配需要同时进行匹配，以实现最佳的功率传输。

　　滤波器设计：通过一些初始滤波器配置，可以轻松优化通带和阻带上的滤波器性能。

　　放大器同时进行输入和输出匹配：可以在给定的频带上匹配放大器，从而获得最大增益。这导致良好的输入和输出匹配。可以针对任何复杂的频率相关负载优化匹配，而不仅仅是50欧姆。

　　设置天线的多端口优化：只需单击端口以设置工作频率，然后单击电路以设置组件数（用于自动拓扑创建）或要优化的拓扑。

　　同时多端口匹配的优化匹配电路示例。

　　Optenni Lab多端口模块支持任意数量的端口。任何端口都可以用匹配电路端接，然后接地。

　　具有连接的匹配电路和一个接地端口的优化四端口系统的示例。

　　借助Optenni Lab多端口模块，您可以在几分钟内使用正确的优化标准来获得优化的多端口匹配电路。

　　辐射效率的计算

　　Optenni Lab可以根据阻抗和测得的总效率数据来计算天线辐射效率，而不必使用相同的频率网格。从Touchstone文件中读取阻抗（S参数）数据，并从文本文件中读取辐射效率数据，其中可能的注释行将被忽略，并且可以使用不同的频率单位（例如MHz或GHz）指定数据，并且以dB为单位的线性度。在计算辐射效率时，将考虑与其他天线端口的耦合。

　　此外，在构建匹配电路之后，Optenni Lab会考虑阻抗不匹配，匹配电路中的损耗，辐射效率以及与其他天线的耦合情况，计算出整个电路的总效率。

　　公差分析

　　所有制造的电感器和电容器的性能总是与标称性能有所不同。在Optenni Lab中，很容易分析元件容差对匹配电路性能（阻抗匹配和效率）的影响。公差分析功能可用于通用组件模型和Optenni Lab 组件库中的组件。

　　公差分析显示了由于元件值的变化，通过匹配电路的输入阻抗（S11）和效率（S21）如何变化。还计算了相对于给定效率水平的产量和最坏情况的效率。许多组件系列包括不同的公差变量（例如2％和5％的相对公差），其性能可以在Optenni Lab中轻松进行比较。

　　可调匹配电路

　　Optenni Lab支持优化频率可调匹配电路，即，包含可调谐或可切换组件的匹配电路，这些组件用于选择天线或RF系统的工作频率。这是一项艰巨的优化任务，因为同时要优化固定组件的值和可调组件的多个状态，以最大化每个工作频段的效率。Optenni Lab提供了独特的易于使用的解决方案，以优化可调匹配电路。

　　可调和可切换组件可以在Optenni Lab中以两种模式使用：

　　使用两端口S2PMDIF数据文件（组件所有状态的两端口Touchstone文件的集合）描述了可调组件（例如，可变电容器或数字开关电容器）

　　可开关的组件，在SPNT开关之后将有N个不同的电感器或电容器。在Optenni Lab中，开关可以通过简单的“导通”状态电阻损耗（假设导通状态电容为零）来表示，也可以通过开/关状态S参数描述来表示。然后将合适的开关模型与单个库组件（电感器或电容器）串联放置，并具有N个独立优化的状态

　　优化之后，Optenni Lab将显示所有优化的调谐器状态的S参数和效率。此外，表格信息还显示了针对不同工作频段的最佳调谐器状态。

　　因此，Optenni Lab可用于优化单端口和多端口可调谐匹配电路以及可调谐集总元件滤波器。

　　效率计算

　　您可以通过命令“文件/效率数据”来指定与阻抗文件相关的测量或模拟的总效率或辐射效率文件。将根据总效率和阻抗数据计算辐射效率，或者如果输入辐射效率数据，则将计算总效率。文件的频率不必相同，效率数据将插值到阻抗数据文件中的频率。

　　效率文件是一个文本文件，带有许多标题行（将被跳过），后跟实际的效率数据。效率数据的每一行都包含频率值，然后是相应的效率值。作为小数点分隔符，可以使用句点（。）或逗号（，）。可以以Hz，kHz，MHz或GHz输入频率。效率数据可以线性比例（0到1之间）或dB给出。在标题行之后，不允许注释或其他非数字数据。

　　下图显示了效率数据对话框。要读取效率数据，请浏览数据文件。然后指定数据文件中标题行的数量，数据的频率单位以及数据是线性还是dB标度。 Optenni Lab尝试从数据文件初始化这些参数的值。对话框中显示了效率数据文件的开始，标题行以浅蓝色突出显示。

　　或者，您可以输入辐射方向图数据文件，Optenni Lab将从这些数据中计算出效率。

　　结果树中“效率”文件夹下的总辐射效率数据。在效率图中，通过右键单击并选择“ dB标度”，可以在线性百分比和dB标度之间切换。

　　输入效率数据后，针对单端口系统的匹配电路的优化和多天线匹配将考虑效率数据并优化系统的总效率。在这种情况下，匹配电路图中的默认绘图项目将从“效率”更改为“总效率”（右键单击该图并选择“选择项目”以查看其他图选项）。

　　对于多天线系统，计算出的总效率将考虑耦合到其他端口的功率。换句话说，耦合到其他端口的功率将降低天线的总效率，因为该功率不会辐射而是会丢失到其他端口。如果未指定原始的总/辐射效率，则此处假定辐射效率为100％。

　　请注意，在输入效率数据时，我们假设多天线系统中每个天线端口的辐射效率是恒定的（即，它不会随其他天线的馈电和端接而变化）。该假设仅在天线之间的耦合较低时才有效，因此，如果天线之间的耦合较高，则计算出的效率可能不正确。输入辐射图后，Optenni Lab将计算实际终端阻抗的确切辐射效率，即考虑与每个端口相关的匹配电路。

　　当同时给出了多天线系统的辐射方向图数据和多端口激励时，Optenni Lab将显示两个额外的效率值：

　　系统总效率：给定多天线激励矢量的系统总效率。

　　系统辐射效率：给定的多天线激励矢量的天线辐射效率，以及使用优化匹配电路的天线端口的端接。请注意，该计算中不包括组件损耗。

　　通用多端口匹配

　　Optenni Lab可以同时优化通用多端口系统的匹配电路，例如滤波器，放大器，晶体管等。此模式用于无辐射结构，而多天线匹配模式用于天线结构。目标是在通带上获得尽可能高的Sij，在阻带上获得尽可能低的Sij。优化考虑了匹配电路中的损耗以及不同端口之间的耦合。

　　快速概述

　　正常的操作模式如下：

　　选择菜单项“多端口/常规多端口匹配”。

　　设置所需S参数的所需通带频带：单击“频率”按钮，按“添加通带”按钮，选择合适的S参数（例如S21选项卡），然后选择合适的无线系统或输入手动设置频段。

　　单击每个电路以设置自动拓扑创建中的组件数或选择手动拓扑。默认设置是由两个组件自动创建拓扑。

　　单击“组件库”选项卡，然后选择要在优化中使用的组件系列或使用通用组件模型。

　　按确定。

　　我们将更仔细地研究以下其他选项。

　　通用多端口匹配中的选项

　　按下“频率按钮”后，除了通带外，您还可以指定阻带，以衰减端口之间的信号，并指定阻抗目标，以控制每个外部端口的输入阻抗。

　　在“拓扑”选项卡上，您可以选择端口的类型，可以是外部端口（默认），组件端口，开路或短路。组件端口用于在电磁仿真中将单个组件放置在端口边缘之间时模拟情况。以模拟布局中单个电感器或电容器的放置。更改端口类型后，其余的外部端口将重新编号，并显示在电路图和右侧“端口”列上。请注意，菜单“文件/端子阻抗”中的端子阻抗是使用端口的原始编号指定的。当您更改端口的类型时，所有隔离目标将被删除。

　　单击匹配电路时，可以选择自动创建拓扑或手动输入拓扑。可以使用程序选项控制显示的自动生成的拓扑的数量。通过右键单击电路并选择“复制”，然后按拓扑对话框的“粘贴电路”按钮，可以从此项目和其他项目复制匹配的电路（使用“分析”菜单生成）。

　　您可以指定单端口和多端口匹配通用的常规匹配选项（“组件库”，“限制”，“损失”，“公差”，“优化”，“微带匹配选项”和“基板”选项卡）。

　　您可以将多端口匹配电路生成设置（常规多端口匹配对话框的不同选项卡上的所有值）保存到文件中，然后使用“保存设置”和“加载设置”按钮检索它们。设置将保存到.mps（多端口匹配电路设置）文件中。

　　您还可以从任何Optenni Lab项目复制任何多端口匹配电路（及其相关的通带，阻带，频率，损耗和限制）（通过右键单击生成的多端口电路并选择“复制”），然后使用单击“粘贴电路”按钮，将电路及其相关设置粘贴到此对话框中。

　　您还可以优化多端口可调匹配电路。

　　“确定”按钮将开始优化，“取消”按钮将关闭对话框，因此当前设置将被丢弃，“关闭”按钮将关闭对话框并将对话框的设置保存到内存中。重新打开对话框时，将使用使用“确定”或“关闭”按钮关闭的上一个对话框的设置。

　　结果树

　　优化的匹配电路在结果树中的“常规多端口匹配”文件夹下显示，并且首先显示最佳拓扑组合。对电路进行了优化，以使所有端口和通带频率上的最小Sij值最大化，但要考虑到不同的目标电平和可能的阻带目标。当有四个或更少的端口时，Optenni Lab将为每个端口提供多种优化的匹配电路拓扑。当有五个或更多端口时，每个端口仅显示一个拓扑。