RF 模块更新

COMSOL Multiphysics® 5.2a 版针对“RF 模块”的用户引入了用于更快带通滤波器类型设备设计的仿真方法、对雷达横截面建模的新功能等。请阅读下文进一步了解 RF 模块的全部更新细节。

带通滤波器类型设备的快速建模方法

现有的 App 库示例中应用了两种强大的仿真方法来设计带通滤波器类型高质量设备:渐近波形计算和频域模态方法。这两种方法执行仿真的速度比这些设备的传统频率扫描方法要快几个数量级。

使用频域中的有限元方法 (FEM) 模拟带通滤波器类型高质量设备时,您经常会遇到需要详细的频率扫描来适当、准确地描述通带的情况,仿真时间与仿真扫描期间包含的频率数量成正比。使用这些新方法大幅度减少了计算时间。

使用渐近波形计算方法的“App 库”示例的路径:

RF_Module/Passive_devices/cylindrical_cavity_filter_evanescent

使用频域-模态计算方法的“App 库”示例的路径:

RF_Module/Passive_devices/cascaded_cavity_filter

RF_Module/Passive_devices/coupled_line_filter

RF_Module/Passive_devices/cpw_bandpass_filter

使用渐近波形计算 (AWE) 与使用常规 FEM 频率扫描方法进行 S 参数分析的比较。本示例中, AWE 方法大概快 50 倍。 使用渐近波形计算 (AWE) 与使用常规 FEM 频率扫描方法进行 S 参数分析的比较。本示例中, AWE 方法大概快 50 倍。

使用渐近波形计算 (AWE) 与使用常规 FEM 频率扫描方法进行 S 参数分析的比较。本示例中, AWE 方法大概快 50 倍。

双基地雷达截面 (RCS) 的后处理远场变量

在计算双基地雷达截面 (RCS) 的物理场接口中添加了后处理变量,可以在远场绘图中用于将散射体尺寸显示为类似雷达视图。双基地 RCS 变量 bRCS3D,描述通过位置相分离的发送器和接收器测量的 RCS,您还可以绘制单站 RCS。对于二维模型,您可以使用算子 bRCS2D 建模每单位长度的双基地 RCS。

使用 bRCS3D 后处理变量绘制双基地 RCS 的“App 库”示例的路径:

RF_Module//Verification_Examples/rcs_sphere

使用 bRCS2D 后处理变量绘制单站 RCS 的“App 库”示例的路径:

RF_Module/Scattering_and_RCS/radar_cross_section

使用广义拉伸算子和双基地 RCS 每单位长度变量 (bRCS2D) 进行可视化的每单位长度单站雷达截面 (RCS)。 使用广义拉伸算子和双基地 RCS 每单位长度变量 (bRCS2D) 进行可视化的每单位长度单站雷达截面 (RCS)。

使用广义拉伸算子和双基地 RCS 每单位长度变量 (bRCS2D) 进行可视化的每单位长度单站雷达截面 (RCS)。

二端口网络系统

二端口网络特征使用 S 参数描述二端口网络系统的响应,例如,反射和传输。就像集总端口特征一样,二端口网络特征只能应用于在两个金属边界之间延伸的边界,这两个金属边界应用完美电导体、阻抗边界或过渡边界条件,由比波长小得多的距离隔开。默认情况下,一对二端口网络端口子节点已添加到二端口网络节点,用于选择在 S 参数输入中分别对应于端口 1 和端口 2 的边界。

完美匹配层 (PML) 更新

完美匹配层特征添加了几个选项,可以定制层属性:

  • 求解器中的“启用/禁用 PML”选项对于建模源为计算场的散射问题非常有用。
  • 用户定义的几何类型选项可以在 PML 具有非标准几何时使用,也可以在自动 PML 几何检测失败时使用。
  • 您可以选择用户定义的坐标拉伸函数用于定义 PML 缩放比例,这使您可以在 PML 中定制缩放比例,例如,在特定物理场配置非常有效地吸收波。

更新的 App:表面等离激元线光栅分析仪

基于表面等离子体的电路广泛应用于等离子体光子芯片、光产生和纳米刻蚀等应用领域。表面等离激元线光栅分析仪 App 计算介电基底上表面等离激元光栅的折射系数、镜面反射以及一阶衍射随入射角的变化。

模型描述了光栅的一个单位单元,其中使用 Floquet 周期性边界条件。通过后处理功能,您可以扩展单位单元的数量,并将可视化提取到第三个维度。

内置于 App 的功能是将平面波的入射角从法向角扫描到光栅结构上的掠射角。您还可以在 App 中改变导线半径以及单位单元的周期或尺寸。可以改变的其他参数为偏振的波长和方向。

App 可以呈现选定入射角的多个光栅周期的电场模结果、入射波矢及所有反射和透射模式的波矢,以及反射率和透射率。

“App 库”路径: RF_Module/Applications/plasmonic_wire_grating

表面等离激元线光栅分析仪 App 计算透射和反射波的衍射系数以及介电基板上元线光栅的第一和第二衍射级。可以改变波长、偏振、材料属性、波周期和半径。 表面等离激元线光栅分析仪 App 计算透射和反射波的衍射系数以及介电基板上元线光栅的第一和第二衍射级。可以改变波长、偏振、材料属性、波周期和半径。

表面等离激元线光栅分析仪 App 计算透射和反射波的衍射系数以及介电基板上元线光栅的第一和第二衍射级。可以改变波长、偏振、材料属性、波周期和半径。

新教程模型:EMI/EMC 测试的对数周期天线

对数周期天线的形状与八木天线的形状类似,但是由共面阵列组成的,从而可以实现较宽的带宽。也称为宽带或非频变天线。

所有金属零件都使用完美电导体 (PEC) 边界条件建模。天线由集总端口激励,而另一个带电阻器的集总单元用于终止激励。

结果在 Smith 图上显示阻抗匹配特性,以及极坐标远场图显示辐射图方向性随频率升高发生的细微变化。三维远场辐射图显示出相同的趋势。还提供了天线的电压驻波比 (VSWR)。

“App 库”路径: RF_Module/Antennas/log_periodic_antenna

对数周期天线通过使用两个金属框架装配共面偶极阵列来建模。可以显示远场辐射图和共面偶极阵列上的电场模。 对数周期天线通过使用两个金属框架装配共面偶极阵列来建模。可以显示远场辐射图和共面偶极阵列上的电场模。

对数周期天线通过使用两个金属框架装配共面偶极阵列来建模。可以显示远场辐射图和共面偶极阵列上的电场模。

新教程模型:相邻微带线的信号完整性 (SI) 和时域反射 (TDR) 分析

信号完整性 (SI) 分析概述通过电路传输的电信号质量,例如,高速互连、电缆和印刷电路板。信号的接收质量可能因为电路外部的噪音而失真,还可能因为阻抗不匹配、插入损耗和串扰而降级。由于这个原因,需要运行 EMC/EMI 分析来估算设备或网络对不希望出现的耦合的磁化率。

在本教程模型中,我们检查的是带介电常数的微波基板上两个相邻微带线之间的串扰效应。对设备应用了两个脉冲,其中参数化扫描在仿真过程中可切换脉冲的频率。

仿真可呈现耦合端口处的时域反射 (TDR) 响应,显示在频率或数据速率较高时增加的信号失真度。

“App 库”路径: RF_Module/Transmission_Lines_and_Waveguides/microstrip_line_crosstalk

微带线串扰模型由微波基板组成,包含一个接地平面和两条相邻微带线。电场对数模的等值线绘图显示两个微带线之间的电场耦合。 微带线串扰模型由微波基板组成,包含一个接地平面和两条相邻微带线。电场对数模的等值线绘图显示两个微带线之间的电场耦合。

微带线串扰模型由微波基板组成,包含一个接地平面和两条相邻微带线。电场对数模的等值线绘图显示两个微带线之间的电场耦合。