FEKO引领智能网联汽车天线的创新设计
背景信息智能网联汽车又被称为互联网汽车，代表着汽车行业的未来发展方向，其设计思想是利用智能感知和控制，让乘车旅行更加安全，路线规划更加合理，同时引进新一代的互联网娱乐系统，让旅行更加充满乐趣。根据中国汽车工程学会（SAEChi
a）的研究表明，智能网联汽车技术（V2X）的广泛应用可使普通道路的交通效率提高30以上。根据美国国家公路交通安全管理局（NHTSA）的官方数据显示，车辆与车辆通信技术（V2V）能预知即将发生的交通事故并对潜在危险发出实时预警，它的广泛应用能帮助避免高达81％轻微碰撞事故。未来车联网将存在多种通信需求，涉及多种协议或标准，包括：车辆间通讯的DSRC（一种Wifi升级技术）或LTEV标准、定位用的GPS协议、与互联网通信的WiMax或WLAN标准。这些标准或协议所采用的频段、抗干扰方式和传输距离等各不相同。这就对车联网的接收设备尤其是车载天线提出了非常高的要求。然而，现有的车载天线系统已经沿用多年，普遍存在频带单一、传输距离短、抗干扰能力弱和布局复杂等问题，将无法满足未来智能网联汽车在主动安全、智能规划和娱乐方面的需求。因此，开发新型的车载天线已经成为汽车行业的共识。技术挑战对于工作于不同频段的车联网通信系统，采用多个传统的硬质天线既不利于系统的兼容也不利于车体的空间布局。在华东交通大学刘海文教授的指导下，刘凡所在团队结合未来车联网通信发展需求，在国内外天线小型化技术、共形天线和多频带天线的研究基础上设计了一款极具创新价值的新型车载天线五角星形状的柔性四频带天线。该天线如下图所示：
该款天线具备以下重要特点：小型化、抗干扰能力强、支持多频带，同时其形状极为轻薄，被称为与车辆外观可以无缝匹配的共形天线。该发明具备良好的应用前景。然而，这一创新仍然需要克服电磁兼容的问题。天线安装在车体上后，其辐射性能会受到汽车车身影响发生改变，由于天线的工作频段不同、安装位置不同，受车体的影响也不同。
f所以，刘凡团队还必须通过仿真技术解决天线在汽车整车布置位置的优化问题，这本身也是非常巨大的技术挑战。解决方案为了得到天线的最佳布局位置，刘凡所在团队在Altair公司技术团队的帮助下，使用Altair公司的三维电磁场仿真软件FEKO进行11车体模型与天线的联合仿真。利用FEKO软件在电磁仿真分析领域尤其是在大尺寸问题仿真方面的优势，通过建立天线与汽车的耦合仿真模型（如图2），并通过布局优化分析r