RF Module

Nova aplicação: Simulador de Antena Tipo Corneta Circular Corrugada

O modo TE estimulado de uma guia de onda circular passa ao longo da superfície interna corrugada de uma antena tipo corneta circular, em que um modo TM também é gerado. Quando combinados, esses dois modos oferecem menor polarização transversal na abertura da antena. Quando essa aplicação é usada, as características de irradiação da antena, assim como a taxa de polarização transversal da abertura, podem ser aprimoradas modificando a geometria da antena.

Uma aplicação mostrando a radiação de campo distante de uma antena tipo corneta circular corrugada. Os parâmetros de geometria e frequências operacionais podem ser alterados para otimizar o desempenho da antena. Uma aplicação mostrando a radiação de campo distante de uma antena tipo corneta circular corrugada. Os parâmetros de geometria e frequências operacionais podem ser alterados para otimizar o desempenho da antena.

Uma aplicação mostrando a radiação de campo distante de uma antena tipo corneta circular corrugada. Os parâmetros de geometria e frequências operacionais podem ser alterados para otimizar o desempenho da antena.

Variável pós-processamento de vetor de onda para porta periódica e porta de ordem de difração

Variáveis pós-processamento são adicionadas aos vetores de onda para a onda incidente e as diversas ordens de difração (incluindo a onda refletiva). Essas variáveis podem ser usadas em representações de setas para visualizar as diversas ordens de difração de grades e outras estruturas periódicas.

Representação de seta mostrando as diversas ordens de difração em uma grade de fios plasmônicos. Representação de seta mostrando as diversas ordens de difração em uma grade de fios plasmônicos.

Representação de seta mostrando as diversas ordens de difração em uma grade de fios plasmônicos.

A condição de contorno de Dispersão em 2D axissimétrico agora lida com ondas planas incidentes e dispersas

A condição de contorno Dispersão para modelos 2D axissimétricos agora inclui uma opção de onda plana para o tipo de onda dispersa. Isso significa que agora é possível configurar a condição Dispersão para absorver uma onda que se propaga ao longo de uma guia de onda coaxial, como demonstrado no exemplo abaixo. Além disso, também é possível inserir o campo de uma onda incidente que se propaga ao longo do eixo de simetria. Isso é útil para ondas estimulantes e absorventes que se propagam ao longo de guias de onda coaxiais se você não quiser usar o estímulo Porta Discreta. Isso também é útil para propagar feixes gaussianos em espaço livre.

A imagem acima mostra a configuração da condição de contorno de Dispersão, estimulando uma onda incidente que se propaga ao longo de uma guia de onda coaxial. A imagem acima mostra a configuração da condição de contorno de Dispersão, estimulando uma onda incidente que se propaga ao longo de uma guia de onda coaxial.

A imagem acima mostra a configuração da condição de contorno de Dispersão, estimulando uma onda incidente que se propaga ao longo de uma guia de onda coaxial.

Nova relação constitutiva com a interface Domínio de Frequência: Tangente de Perda; Ângulo de Perda; e Tangente de Perda, Fator de Dissipação

O antigo modelo de tangente de perda foi renomeado para Tangente de perda, ângulo de perda. Foi adicionado um novo modelo de campo de deslocamento elétrico, chamado de Tangente de perda, fator de dissipação, a partir do qual é possível inserir diretamente um valor para o fator de dissipação do material.

Os novos modelos Tangente de perda, ângulo de perda e Tangente de perda, fator de dissipação. Os novos modelos Tangente de perda, ângulo de perda e Tangente de perda, fator de dissipação.

Os novos modelos Tangente de perda, ângulo de perda e Tangente de perda, fator de dissipação.

Variável de pós-processamento de relação de ondas estacionárias de tensão (VSWR)

Muitas antenas comerciais a pronta entrega (COTS) de dispositivos com uma única porta são caracterizadas pela relação de ondas estacionárias de tensão (VSWR). VSWR agora está disponível para portas estimuladas. O exemplo de aplicação Modelagem de uma Antena Bicônica para Teste EMI/EMC demonstra uma representação VSWR 1D.

Irregularidade em superfícies condutivas com perda

Irregularidade na superfície agora está disponível como um sub-recurso das condições de contorno Transição e Impedância. Essas condições de contorno escalam a corrente superficial usando os modelos de irregularidade na superfície Dente de serra ou Bola de neve.

Condição de contorno de impedância, modelo Dente de serra. Condição de contorno de impedância, modelo Dente de serra.

Condição de contorno de impedância, modelo Dente de serra.

Densidade de corrente superficial na condição de contorno de transição

O sub-recurso da condição de contorno Transição é uma fonte de corrente superficial de um único lado, útil para aplicações EMI/EMC. Ela modela uma corrente fixa que flui ao longo de um único lado de uma chapa condutiva fina.

Novo Tutorial: Simulação de diafonia de antena na fuselagem de um aeroplano

A diafonia de antena, ou interferência co-localizada, é algo problemático quando múltiplas antenas são usadas em uma única plataforma grande. Nesse modelo, a interferência entre duas antenas idênticas a uma frequência muito alta (VHF) é estudada com análise de parâmetro S de diferentes configurações de uma antena receptora instalada na fuselagem de um aeroplano. Os padrões de radiação de campo distante 2D e 3D de uma antena transmissora são calculados, e as áreas realçadas e sombreadas na superfície do aeroplano também são visualizadas.

A norma de campo elétrico na superfície do aeroplano. A antena no topo do aeroplano é a antena transmissora, enquanto a antena receptora está na parte inferior. A norma de campo elétrico na superfície do aeroplano. A antena no topo do aeroplano é a antena transmissora, enquanto a antena receptora está na parte inferior.

A norma de campo elétrico na superfície do aeroplano. A antena no topo do aeroplano é a antena transmissora, enquanto a antena receptora está na parte inferior.

Novo Tutorial: Projeto de um diplexador de guia de onda para a rede móvel 5G

Um diplexador é um dispositivo que combina ou divide sinais em duas bandas de frequência diferentes e é amplamente usado em sistemas de comunicação móvel. Esse modelo de tutorial simula propriedades de divisão usando uma geometria 2D simplificada. Os parâmetros S e os campos elétricos calculados nas bandas inferior e superior mostram as características de diplexador na banda Ka.

A norma do campo elétrico para uma frequência de 28 GHz, em que a potência de entrada flui somente para a Porta 2, e para uma frequência de 30,4 GHz, em que a potência de entrada flui somente para a Porta 3. A norma do campo elétrico para uma frequência de 28 GHz, em que a potência de entrada flui somente para a Porta 2, e para uma frequência de 30,4 GHz, em que a potência de entrada flui somente para a Porta 3.

A norma do campo elétrico para uma frequência de 28 GHz, em que a potência de entrada flui somente para a Porta 2, e para uma frequência de 30,4 GHz, em que a potência de entrada flui somente para a Porta 3.

Novo Tutorial: Modelagem de uma antena bicônica para teste EMI/EMC

Antenas bicônicas são populares para medição de frequências muito altas (VHF) porque suportam um amplo intervalo de frequências. Elas também são úteis para teste de compatibilidade eletromagnética (EMC), no qual a antena pode ser usada como uma fonte RF em testes de suscetibilidade ou imunidade. Esse modelo simula uma antena bicônica feita de quadros hexagonais leves, que são preferidos em vez de cones sólidos para fabricação. A simulação inclui o cálculo do padrão de radiação de campo distante e a relação de ondas estacionárias de tensão (veja acima a seção sobre o recurso).

A norma da intensidade de campo elétrico e o padrão de campo distante em uma antena bicônica. A norma da intensidade de campo elétrico e o padrão de campo distante em uma antena bicônica.

A norma da intensidade de campo elétrico e o padrão de campo distante em uma antena bicônica.

Novo Tutorial: Modelagem numérica rápida de uma antena de lente cônica tipo corneta

Uma estrutura 3D axissimétrica, como uma antena cônica tipo corneta, pode ser simulada de uma maneira rápida e eficaz usando apenas um modelo axissimétrico 2D. Nesse exemplo, a radiação da antena e as características correspondentes são calculadas muito rapidamente em relação ao modo TE dominante da guia de onda circular determinada, simulando a geometria axissimétrica 2D de uma estrutura de antena 3D.

O padrão de radiação de campo distante e a norma do campo elétrico são gradualmente concentrados na direção do centro da lente. O padrão de radiação de campo distante e a norma do campo elétrico são gradualmente concentrados na direção do centro da lente.

O padrão de radiação de campo distante e a norma do campo elétrico são gradualmente concentrados na direção do centro da lente.

Novo Tutorial: Modelagem numérica de um rótulo UHF RFID para identificação animal

Rótulos UHF RFID são amplamente usados para identificar e rastrear animais de criação. Esse exemplo simula um rótulo de identificação de radiofrequência passiva (RFID) para o intervalo de frequência ultra alta (UHF). Em relação à impedância complexa do transponder do chip, um coeficiente de reflexão é calculado. Isso é feito usando uma abordagem que difere do método convencional de análise de parâmetro de dispersão por um valor de impedância referencial real.

A norma do campo elétrico de uma antena de rótulo RFID e seu padrão de radiação de campo distante correspondente. A norma do campo elétrico de uma antena de rótulo RFID e seu padrão de radiação de campo distante correspondente.

A norma do campo elétrico de uma antena de rótulo RFID e seu padrão de radiação de campo distante correspondente.

Novo Tutorial: Grade hexagonal

Uma onda plana é incidente em uma grade hexagonal refletidora. A célula de grade consiste em uma semiesfera protuberante. Os coeficientes de dispersão das diferentes ordens de difração são calculados para vários comprimentos de onda distintos.

A norma do campo elétrico (representação em cores) e o vetor Poynting por média de tempo (representação com setas) de parte de uma grade hexagonal. A norma do campo elétrico (representação em cores) e o vetor Poynting por média de tempo (representação com setas) de parte de uma grade hexagonal.

A norma do campo elétrico (representação em cores) e o vetor Poynting por média de tempo (representação com setas) de parte de uma grade hexagonal.

Novo Tutorial: Modelagem de uma antena de dispositivo móvel

Componentes elétricos em sistemas de comunicação sem fio são projetados para serem pequenos e leves enquanto mantêm desempenho e eficácia decentes. Antenas são componentes essenciais em dispositivos móveis e é necessário que caibam no espaço limitado permitido pelas especificações industriais. Para cumprir esse requisito, uma antena plana de F invertido (PIFA) é comum e é uma escolha popular para antenas miniaturizadas em telefones celulares. O design PIFA pode ser ajustado e expandido para cobrir múltiplas faixas de frequência de telefones celulares, Wi-Fi e Bluetooth®. A antena nesse exemplo introdutório é ajustada apenas para o intervalo de frequência de downlink da faixa Advanced Wireless Services (AWS, Serviços Avançados de Conexão Sem Fio). As propriedades correspondentes de impedância da antena são calculadas em termos de parâmetros S. O padrão de radiação de campo distante é simulado.

Padrão de radiação de campo distante 3D emanando de uma antena em um telefone celular. Padrão de radiação de campo distante 3D emanando de uma antena em um telefone celular.

Padrão de radiação de campo distante 3D emanando de uma antena em um telefone celular.

Novo Tutorial: Simulação de transferência de potência sem fio em antenas de loop circular

Esse modelo aborda o conceito de transferência de potência sem fio estudando o acoplamento de energia entre duas antenas de loop circular ajustadas para frequência UFH RFID. O tamanho é reduzido usando indutores de chip. Enquanto a orientação de uma antena transmissora é fixa, uma antena receptora gira, e a melhor configuração de acoplamento é investigada em termos de parâmetros S.

Encontrando a configuração ideal de transferência de potência entre duas antenas de loop circular. É exibida a norma do campo elétrico. Encontrando a configuração ideal de transferência de potência entre duas antenas de loop circular. É exibida a norma do campo elétrico.

Encontrando a configuração ideal de transferência de potência entre duas antenas de loop circular. É exibida a norma do campo elétrico.

Novo Tutorial: Modelagem de uma sonda dielétrica cônica para diagnóstico de câncer de pele

Sabe-se que a resposta de uma onda milimétrica com frequências de 35 GHz e 95 GHz é muito sensível ao teor de água. Esse modelo utiliza uma onda milimétrica de baixa potência, na banda Ka de 35 GHz, e sua reflexibilidade à umidade para diagnóstico não invasivo de câncer. Como tumores de pele contêm mais umidade do que pele saudável, isso leva a reflexos mais potentes nessa faixa de frequência. Portanto, a sonda detecta anormalidades, em termos de parâmetros S, nos locais dos tumores. Uma guia de ondas circular no modo dominante e uma sonda dielétrica cônica são rapidamente analisadas, em conjunto com as características de radiação da sonda, usando um modelo 2D axissimétrico. A variação de temperatura da pele e uma análise da fração de tecido necrótico também são realizadas.

A sonda dielétrica cônica irradia a carne humana para fins de descoberta de câncer através das propriedades de reflexão. Ela é estimulada por ondas eletromagnéticas milimétricas que vêm da guia de onda. Abaixo, a norma do campo elétrico na guia de onda e na sonda dielétrica, além da variação de temperatura na carne humana. A sonda dielétrica cônica irradia a carne humana para fins de descoberta de câncer através das propriedades de reflexão. Ela é estimulada por ondas eletromagnéticas milimétricas que vêm da guia de onda. Abaixo, a norma do campo elétrico na guia de onda e na sonda dielétrica, além da variação de temperatura na carne humana.

A sonda dielétrica cônica irradia a carne humana para fins de descoberta de câncer através das propriedades de reflexão. Ela é estimulada por ondas eletromagnéticas milimétricas que vêm da guia de onda. Abaixo, a norma do campo elétrico na guia de onda e na sonda dielétrica, além da variação de temperatura na carne humana.

Modelagem de domínio de tempo de meio Drude-Lorentz dispersivo

Arranjos de orifícios plasmônicos têm atraído muito interesse na última década, desde a descoberta de transmissão extraordinária através de arranjos de orifícios subcomprimento de onda. A teoria clássica de Bethe prevê que a transmitância através de um orifício circular subcomprimento de onda em uma tela PEC escalone como (d/lambda)^4. Ainda assim, a transmissão através de orifícios em filmes metálicos realistas pode exceder 50% e até mesmo chegar a 100%. Esse fenômeno é atribuído a polaritons de plásmons superficiais, que conseguem afunilar energia eletromagnética através do orifício mesmo que seja muito subcomprimento de onda. Esse modelo é destinado a um tutorial que mostra como modelar a equação de onda totalmente dependente de tempo em meios dispersivos, como plasmas e semicondutores (e qualquer meio linear que possa ser descrito por uma soma de termos ressonantes Drude-Lorentz).

Um pulso de onda eletromagnética se propaga através de um orifício subcomprimento de onda em uma placa dielétrica dispersiva. Um pulso de onda eletromagnética se propaga através de um orifício subcomprimento de onda em uma placa dielétrica dispersiva.

Um pulso de onda eletromagnética se propaga através de um orifício subcomprimento de onda em uma placa dielétrica dispersiva.

Novo Tutorial: Deriva térmica em uma cavidade de filtro de micro-ondas

Filtros de micro-ondas são usados para eliminar componentes de frequência indesejados na saída de transmissores de micro-ondas. Eles são normalmente inseridos entre um amplificador de potência e uma antena. Os amplificadores são não lineares e produzem harmônicas que devem ser eliminadas com filtros que tenham uma banda passante bem estreita. Devido a cargas de alta potência, mas também possivelmente a duras condições ambientais, é necessário estimar a deriva da frequência de banda passante causada pela expansão térmica. É fácil demonstrar isso usando aço para o cilindro; um ajuste orientado por temperatura da distância entre a extremidade do cilindro e a caixa de latão (onde o parafuso de ajuste fica) pode compensar automaticamente a maior parte da deriva térmica.

Filtros de micro-ondas são usados para eliminar componentes de frequência indesejados na saída de transmissores de micro-ondas. Devido a cargas de alta potência e talvez também graças a duras condições ambientais, a deriva da frequência de banda passante causada pela expansão térmica precisa ser estimada. Filtros de micro-ondas são usados para eliminar componentes de frequência indesejados na saída de transmissores de micro-ondas. Devido a cargas de alta potência e talvez também graças a duras condições ambientais, a deriva da frequência de banda passante causada pela expansão térmica precisa ser estimada.

Filtros de micro-ondas são usados para eliminar componentes de frequência indesejados na saída de transmissores de micro-ondas. Devido a cargas de alta potência e talvez também graças a duras condições ambientais, a deriva da frequência de banda passante causada pela expansão térmica precisa ser estimada.

Novo Tutorial: Ressonador de cavidade axissimétrica

Esse modelo de parâmetro de comparação exemplifica a formulação axissimétrica 2D da interface Ondas Eletromagnéticas, Domínio de Frequência disponível no RF Module. O tutorial pede para localizar as frequências e os campos ressonantes no interior de uma cavidade axissimétrica com seção transversal retangular e paredes perfeitamente condutoras. Expressões analíticas para os valores próprios podem ser obtidas usando separação de variáveis. Os valores próprios obtidos com a simulação COMSOL estão de excelente acordo com os valores analíticos. O modelo também contém instruções para representar os componentes cartesianos do campo elétrico em 3D, com a dependência correta da coordenada angular. As representações são animadas para ilustrar que os modos são ondas progressivas, com polarização circular direita e esquerda.

Geometria de cavidade com o campo de um modo representado em seção transversal. Geometria de cavidade com o campo de um modo representado em seção transversal.

Geometria de cavidade com o campo de um modo representado em seção transversal.

Estruturas periódicas hexagonais

Estruturas periódicas hexagonais agora são analisadas corretamente usando portas periódicas. Basta especificar a direção da onda incidente para os lados da célula hexagonal e todas as condições de contorno periódicas serão aplicadas adequadamente. As portas periódicas também foram aprimoradas para lidar com contornos de porta particionada.

Simulação de uma grade usando as novas estruturas periódicas hexagonais. Simulação de uma grade usando as novas estruturas periódicas hexagonais.

Simulação de uma grade usando as novas estruturas periódicas hexagonais.

Polarização conduzida por amortecimento como uma nova relação constitutiva da interface Transiente

Na interface Ondas Eletromagnéticas, Transientes, agora é possível usar o modelo de dispersão Drude-Lorentz a partir dos modelos de campo de deslocamento elétrico disponíveis. O recurso Polarização Drude-Lorentz agora pode ser adicionado como sub-recursos do recurso de equação de onda. O recurso Polarização Drude-Lorentz adiciona a seguinte equação aos domínios desejados:

Essa equação será solucionada em conjunto com a equação de onda dependente de tempo para o potencial vetorial magnético.

Essa equação será solucionada em conjunto com a equação de onda dependente de tempo para o potencial vetorial magnético.

Captura de tela da seleção do modelo de dispersão Drude-Lorentz nas configurações de Equação de Onda, Elétrica. Captura de tela da seleção do modelo de dispersão Drude-Lorentz nas configurações de Equação de Onda, Elétrica.

Captura de tela da seleção do modelo de dispersão Drude-Lorentz nas configurações de Equação de Onda, Elétrica.

Parâmetros S definidos como zero para modos evanescentes

Para modos de porta que não se propagam (evanescentes), os parâmetros S agora são definidos automaticamente como zero. Assim, não é necessário adicionar expressões lógicas que nulifiquem os parâmetros S para frequências/ângulos nos quais a onda correspondente seja evanescente. Isso simplifica o uso de parâmetros S em pós-processamento.