Aggiornamenti dell'RF Module
Agli utenti dell'RF Module, COMSOL Multiphysics® versione 5.2a offre nuovi metodi di simulazione per progettare più velocemente dispositivi come filtri passa-banda, una nuova funzionalità per la modellazione della Radar Cross-Section (RCS) e molto altro. Gli aggiornamenti dell'RF Module sono descritti in dettaglio qui di seguito.
Approccio alla modellazione rapida di dispositivi di tipo filtro passa-banda
Sono stati implementati due nuovi metodi di simulazione negli esempi della Application Library esistente, destinati alla progettazione di dispositivi con filtro passa-banda ad alto Q: il metodo AWE (Asymptotic Waveform Evaluation) e il metodo modale nel dominio della frequenza. Questi metodi eseguono le simulazioni a velocità molto superiore allo sweep in frequenza tradizionale per questi dispositivi.
Quando si simulano dispositivi con filtro passa-banda ad alto Q con il metodo agli elementi finiti (FEM) nel dominio della frequenza, si verificano spesso situazioni che richiedono sweep di frequenza fitti per descrivere la banda passante in modo adeguato e preciso. Il tempo di simulazione è direttamente proporzionale al numero di frequenze incluse durante lo sweep. Questi nuovi metodi riducono sensibilmente i tempi di calcolo.
Percorso della Application Library con un esempio che utilizza il metodo AWE:
RF_Module/Passive_devices/cylindrical_cavity_filter_evanescent
Percorso della Application Library con gli esempi che utilizzano il metodo modale del dominio della frequenza:
RF_Module/Passive_devices/cascaded_cavity_filter
RF_Module/Passive_devices/coupled_line_filter
RF_Module/Passive_devices/cpw_bandpass_filter
Confronto di un'analisi di parametro S mediante il metodo di valutazione asintotica di forma d'onda (AWE) e quello normale con sweep di frequenza FEM. Il metodo AWE è circa 50 volte più veloce in questo esempio.
Postprocessing delle variabili di campo lontano per una radar cross-section (RCS) bistatica
Il postprocessing delle variabili è ora disponibile nelle interfacce fisiche che calcolano la radar cross-section (RCS) bistatica. Queste variabili possono essere utilizzate nei grafici di campo lontano per visualizzare la grandezza di un oggetto (scatterer) visto da un radar. La variabile RCS bistatica, bRCS3D, descrive la RCS misurata attraverso un trasmettitore e un ricevitore separati; è inoltre possibile tracciare la RCS monostatica. Per i modelli 2D, è possibile modellare la RCS bistatica per unità di lunghezza utilizzando l'operatore bRCS2D.
Percorso della Application Library con un esempio del grafico di RCS bistatica che utilizza la variabile di postprocessing bRCS3D:
RF_Module//Verification_Examples/rcs_sphere
Percorso della Application Library con un esempio del grafico di RCS monostatica che utilizza la variabile di postprocessing bRCS2D:
RF_Module/Scattering_and_RCS/radar_cross_section
Radar cross-section (RCS) monostatica per unità di lunghezza visualizzata con un operatore di estrusione generale e RCS bistatica per unità di lunghezza variabile (bRCS2D).
Sistemi di rete a due porte
La funzionalità Two-Port Network caratterizza la risposta di un sistema a 2 porte, ad es. riflessione e trasmissione, utilizzando i parametri S. Proprio come la funzione Lumped Port, Two-Port Network può essere applicata solo ai contorni che si estendono tra due contorni metallici, su cui si applicano le condizioni al contorno Perfect Electric Conductor, Impedance- o Transition-Boundary , separate da una distanza molto minore della lunghezza d'onda. Per impostazione predefinita una coppia di nodi secondari Two-Port Network Port viene aggiunta al nodo Two-Port Network e viene utilizzata per selezionare i contorni corrispondenti alla porta 1 e porta 2 nell'input del parametro S.
Aggiornamenti ai PML (Perfectly Matched Layers)
Sono state aggiunte diverse opzioni alla funzionalità Perfectly Matched Layer, che consentono di personalizzare le proprietà degli strati:
- L'opzione Enable/disable PMLs nel solutore è utile per modellare problemi di scattering dove l'origine è un campo già calcolato.
- L'opzione "tipo di geometria definito dall'utente" è disponibile se la geometria del PML non è standard e può essere utilizzata anche quando si riesce a rilevare automaticamente la geometria di un PML.
- È possibile scegliere le funzioni di stretching delle coordinate per definire la scala di un PML. Ciò consente di adattare la scala all'interno di un PML, ad esempio, per assorbire in modo molto efficiente le onde in specifiche configurazioni fisiche.
App aggiornata: Plasmonic Wire Grating Analyzer
I circuiti basati su onde plasmoniche di superficie sono utilizzati in applicazioni quali chip plasmonici, generazione di luce e nanolitografia. L'applicazione Plasmonic Wire Grating Analyzer calcola i coefficienti di rifrazione, la riflessione speculare e la diffrazione del primo ordine come funzioni dell'angolo di incidenza di un grating metallico plasmonico su un substrato dielettrico.
Il modello descrive una cella unitaria del grating, dove le condizioni al contorno di Floquet definiscono la periodicità. La funzionalità di postprocessing consente di espandere il numero di celle unitarie ed estrarre la visualizzazione nella terza dimensione.
L'app integra la capacità di fare uno sweep dell'angolo incidente di un'onda piana dall'angolo normale all'angolo radente sulla struttura del grating. L'app consente anche di variare il raggio di un filo metallico, nonché la periodicità o la dimensione della cella unitaria. Altri parametri modificabili sono la lunghezza d'onda e l'orientamento del piano di polarizzazione.
L'app presenta i risultati del modulo del campo elettrico per diverse periodicità per gli angoli di incidenza selezionati, il vettore d'onda incidente ed i vettori d'onda per tutte le modalità riflesse e trasmesse, oltre a riflettanza e trasmittanza.
Percorso della Application Library: RF_Module/Applications/plasmonic_wire_grating
L'app Plasmonic Wire Grating Analyzer calcola le efficienze di diffrazione per le onde trasmesse e riflesse e gli ordini di diffrazione (primo e secondo) di un grating metallico su un substrato dielettrico. La lunghezza d'onda, la polarizzazione, le proprietà dei materiali, la periodicità dell'onda e il raggio possono essere modificati.
Nuovo tutorial: Log-Periodic Antenna for EMI/EMC Testing
La forma di un'antenna logperiodica è simile a quella di un'antenna Yagi-Uda, ma è composta da un array coplanare per una più ampia larghezza di banda. È anche nota come antenna a banda larga o indipendente dalla frequenza.
Tutte le parti metalliche sono modellate utilizzando le condizioni al contorno del conduttore elettrico perfetto (PEC). L'antenna viene eccitata da una porta concentrata (Lumped Port) ed è terminata da un resistore rappresentato da elemento concentrato.
I risultati mostrano l'adattamento di impedenza su una Carta di Smith e un diagramma polare del campo lontano, che mostra che la direzionalità del diagramma di radiazione varia leggermente all'aumentare della frequenza. Un diagramma di radiazione in 3D mostra la medesima tendenza. È anche visualizzato il rapporto di onda stazionaria (VSWR) dell'antenna.
Percorso della Application Library: RF_Module/Antennas/log_periodic_antenna
Un'antenna logperiodica è modellata inserendo un array coplanare di dipoli in due telai metallici. Vengono visualizzati il diagramma della radiazione in campo lontano e il modulo del campo elettrico su un array coplanare di dipoli.
Nuovo tutorial: Signal Integrity (SI) and Time-Domain Reflectometry (TDR) Analysis of Adjacent Microstrip Lines
L'analisi di integrità del segnale (SI) dà una visione della qualità di un segnale elettrico trasmesso attraverso circuiti elettrici, ad esempio interconnessioni ad alta velocità, cavi e circuiti stampati. La qualità del segnale ricevuto può essere deteriorata dal rumore esterno al circuito e può essere compromessa dal disadattamento di impedenza, dalla perdita di inserzione e dal crosstalk. Per questo, le analisi EMC/EMI servono per valutare la suscettibilità di un dispositivo o una rete a un accoppiamento indesiderato.
In questo tutorial, esaminiamo l'effetto di crosstalk tra due microstrip adiacenti su un substrato dielettrico. Vengono applicati due impulsi al dispositivo dove lo sweep parametrico varia la frequenza dell'impulso durante la simulazione.
La simulazione presenta la risposta di riflettometria nel dominio del tempo (TDR) alle porte accoppiate, che mostra una maggiore distorsione dei segnali a frequenza e velocità dati più elevate.
Percorso della Application Library: RF_Module/Transmission_Lines_and_Waveguides/microstrip_line_crosstalk
Un modello di crosstalk su mirostrip è composto da un substrato con un piano di massa e due linee a microstriscia adiacenti. Il diagramma a contorni del modulo logaritmico del campo elettrico mostra l'accoppiamento del campo elettrico tra le due linee.