RF Module
Nuova app: Slot-Coupled Microstrip Patch Antenna Array Synthesizer
Gli array di antenne a microstriscia sono utilizzati in numerosi settori come ricetrasmettitori di segnali radar e RF. Sono ideali per reti di telefonia mobile 5G.
L'app Slot-Coupled Microstrip Patch Antenna Array Synthesizer simula un'antenna a microstriscia di questo tipo, fabbricata su un substrato di ceramica multistrato a bassa temperatura (LTCC). Con questa applicazione è possibile simulare il modello di irraggiamento far-field dell'array di antenne e la sua direttività. Questo modello è approssimato moltiplicando il fattore dell'array e il modello di irraggiamento di una singola antenna per eseguire un'analisi efficiente di campo lontano senza simulare il complicato modello di un array integrale.
È inoltre possibile valutare vari prototipi di array di antenne fasate per reti di telefonia mobile 5G con la frequenza di ingresso predefinita di 30 GHz. A tal fine, variare le proprietà dell'antenna, come le quote e il materiale del substrato.
Una funzione aggiuntiva di questa applicazione è la possibilità di visualizzarla su schermo stretto o largo.
Interfaccia utente dell'app Slot-Coupled Microstrip Patch Antenna Array Synthesizer, con un array virtuale 12x12, distribuzione del campo elettrico e visualizzazione del modello di irraggiamento far-field in 3D.
Nuova app: Frequency Selective Surface Simulator
Le superfici selettive in frequenza (FSS) sono strutture periodiche che generano una risposta in frequenza passa-banda o elimina banda e vengono utilizzate per filtrare o bloccare le radiofrequenze, le microonde e praticamente qualsiasi frequenza di onda elettromagnetica. Sono superfici selettive,ad esempio, le porte dei forni a microonde, che consentono di vedere il cibo mentre viene riscaldato senza scottarsi.
L'app Frequency Selective Surface Simulator simula una struttura periodica definita dall'utente, a scelta tra i tipi di celle predefiniti. Fornisce cinque tipi di celle comunemente utilizzati nelle simulazioni di FSS, insieme a due polarizzazioni predefinite in una direzione di propagazione fissa con incidenza normale sulla FSS. L'analisi comprende gli spettri di riflessione e trasmissione, il modulo del campo elettrico sulla superficie superiore della cella e il modulo del campo elettrico in scala dB mostrati su un piano di taglio verticale nel dominio della cella.
È possibile modificare polarizzazione, frequenza centrale, larghezza di banda, numero di frequenze, spessore del substrato, proprietà dei materiali e tipo di cella (cerchio, anello, anello scisso, ecc.), così come i relativi parametri geometrici, inclusa la periodicità (dimensione cella).
Interfaccia utente dell'app Frequency Selective Surface Simulator, con una array virtuale 10x10 e una cella ad anello scisso.
Carte di Smith: un modo convenzionale per presentare le caratteristiche di adattamento
Il grafico 'carte di Smith' permette di tracciare i dati di impedenza, ammettenza e riflessione in una griglia di Smith. Le carte di Smith sono utili per correlare parametri di diffusione (scattering) complessi (coefficienti di riflessione) all'impedenza di ingresso o all'ammettenza di antenne, linee di trasmissione e altri componenti di rete. Per gli studi che generano automaticamente un grafico dei parametri di diffusione (scattering), viene generata automaticamente anche la carta di Smith.
La carta di Smith del filtro passa-banda CPW (dove la scala di colore indica la frequenza di simulazione) mostra che il filtro è adattato a 50 Ohm intorno a 7.65 GHz.
Enhanced Physics-Controlled Mesh for Handling Lossy Media
La mesh controllata dalla fisica, che viene generata, è automaticamente scalata nei mezzi elettrici e magnetici dispersivi in base allo spessore di pelle sui contorni del dominio dispersivo. Quando è selezionato Resolve wave nei mezzi dispersivi, i contorni esterni dei domini dispersivi vengono meshati nello spazio libero con elementi di dimensione massima, determinata dal valore minimo tra metà dello spessore di pelle e 1/5 della lunghezza d'onda nel vuoto.
Una mesh più raffinata lungo il contorno esterno di un mezzo dispersivo circolare in aria è caratterizzata dallo spessore di pelle con queste proprietà del materiale: fattore di dissipazione e tangente di perdita (ε' = 1,2 e tanδ = 3,5) a 1 GHz.
Porta uniforme a parametri concentrati multielemento
Un nuovo tipo di porta a parametri concentrati è stato incluso in COMSOL Multiphysics versione 5.2, detto porta Multielement uniform. Questo tipo di porta può essere utilizzato per l'eccitazione o la terminazione multipla, ad esempio, di una porta a guida d'onda complanare o di una porta differenziale. La direzione del campo in ogni sottoelemento della porta è definita dal sottonodo Uniform element, dove la direzione tra i terminali ad elemento uniforme, ah, definisce la polarità del potenziale elettrico.
Nuovo modello: Coplanar Waveguide (CPW) Bandpass Filter
I filtri passa-banda per guida complanare (CPW) possono essere progettati mediante condensatori interdigitali (IDC) e stub induttivi in corto-circuito (SSI). Si tratta di un metodo molto efficiente per produrre filtri passa-banda facilmente implementabili su un wafer di GaAs.
Il modello Coplanar Waveguide Bandpass Filter presenta un design compatto rispetto alla sua frequenza di risonanza e con un Q-factor relativamente alto se paragonato ai design dei modelli di linea a microstriscia accoppiata in modo capacitivo. Per eccitare e/o terminare in allo stesso modo ogni elemento delle rispettive porte, viene utilizzata la funzionalità Multielement uniform lumped port del software COMSOL Multiphysics.
Un filtro passa-banda per guida complanare su un wafer di GaAs di 200 mm, composto da un condensatore interdigitale e da stub induttivi in corto-circuito.
Sequenze di studio "Boundary Mode, Frequency-Stationary" e "Boundary Mode, Frequency-Transient"
Sono disponibili nuove sequenze di studio nel Model Wizard delle interfacce multifisiche Laser Heating e Microwave Heating rispettivamente nel Wave Optics Module e nell'RF Module. La sequenza di studio Boundary Mode, Frequency-Stationary aggiunge un passo di studio Boundary Mode Analysis e uno Frequency-Stationary. La sequenza di studio Boundary Mode, Frequency-Transient aggiunge un passo di studio Boundary Mode Analysis e uno Frequency-Transient. Il passo di studio Boundary Mode Analysis viene utilizzato per risolvere le porte numeriche nel modo di campo delle interfacce elettromagnetiche. I passi di studio Frequency-Stationary e Frequency-Transient accoppiano le analisi stazionaria e transitoria dell'interfaccia Heat Transfer in Solids con un'analisi nel dominio delle frequenze per le interfacce del Wave Optics Module e dell'RF Module.
Impostazioni di valore iniziali per la Transient Scattering Boundary Condition
Tra le impostazioni della condizione al contorno Scattering per simulazioni tempo-dipendenti, è presente la nuova sezione Initial Values for Incident Wave per impostare i valori iniziali del potenziale vettore magnetico dell'onda incidente. Si noti che la sezione è compressa per impostazione predefinita. Quando viene definita l'onda incidente da un campo elettrico, l'utente può specificare il valore iniziale del potenziale vettore magnetico dell'onda incidente. Quando l'onda incidente viene definita da un campo magnetico, l'utente può specificare il valore iniziale della derivata temporale del potenziale magnetico, oltre al valore iniziale del potenziale vettore magnetico. Le nuove impostazioni consentono di definire la forma d'onda esatta per il potenziale vettore magnetico oggetto della soluzione.
