Atualizações do RF Module

Para usuários do RF Module, a versão 5.2a do COMSOL Multiphysics® traz novos métodos de simulação para criação mais rápida de dispositivos do tipo filtro passa-faixa, nova funcionalidade para modelagem de seções cruzadas de radar, e muito mais. Veja abaixo mais detalhes das atualizações feitas no RF Module.

Abordagem de Modelagem Rápida para Dispositivos do Tipo Filtro Passa-Faixa

Dois métodos poderosos de simulação foram implementados em exemplos presentes da Biblioteca de Aplicações para a criação de dispositivos high-Q do tipo filtro passa-faixa: o método assintótico de avaliação de formato de onda e o método modal de domínio de frequência. Esses métodos fazem simulações em velocidades muito mais rápidas que a varredura de frequência convencional desses dispositivos. Ao simular dispositivos high-Q do tipo filtro passa-faixa usando o método de elemento finito (FEM, finite element method) no domínio da frequência, você enfrentará situações que exigirão varreduras detalhadas frequentes para descrever a banda de passagem de forma adequada e precisa. O tempo de simulação é diretamente proporcional ao número de frequências incluídas na varredura. Esses novos métodos reduzem consideravelmente o tempo computacional.

Caminho da Biblioteca de Aplicativos para o exemplo usando o método asymptotic de Avaliação do Formato de Onda:

RF_Module/Passive_devices/cylindrical_cavity_filter_evanescent

Caminho da Biblioteca de Aplicativos para exemplos usando o método Modal de Domínio de Frequência:

RF_Module/Passive_devices/cascaded_cavity_filter

RF_Module/Passive_devices/coupled_line_filter

RF_Module/Passive_devices/cpw_bandpass_filter

Comparação da análise de um parâmetro-S usando o método de avaliação assintótico de formação de onda (AWE, asymptotic waveform evaluation) e o método regular FEM de varredura de frequência. O método AWE é cerca de 50 vezes mais rápido neste exemplo. Comparação da análise de um parâmetro-S usando o método de avaliação assintótico de formação de onda (AWE, asymptotic waveform evaluation) e o método regular FEM de varredura de frequência. O método AWE é cerca de 50 vezes mais rápido neste exemplo.

Comparação da análise de um parâmetro-S usando o método de avaliação assintótico de formação de onda (AWE, asymptotic waveform evaluation) e o método regular FEM de varredura de frequência. O método AWE é cerca de 50 vezes mais rápido neste exemplo.

Variáveis de Pós-processamento de Campo Distante da RCS Biestática

Variáveis de pós-processamento foram adicionadas às interfaces físicas que calculam RCSs (radar cross sections) biestáticas. Essas variáveis de pós-processamento podem ser usadas em gráficos de campo distante para visualizar o tamanho de um objeto como ele é visto por um radar. A variável da RCS biestática, bRCS3D, descreve o RCS medido através de um transmissor e receptor localizados separadamente, e você também pode representar graficamente a RCS monoestática. Para modelos 2D, você pode modelar a RCS biestática por unidade de medida usando o operador bRCS2D.

Caminho da Biblioteca de Aplicações para um exemplo de representação gráfica da RCS biestática usando a variável de pós-processamento bRCS3D:

RF_Module//Verification_Examples/rcs_sphere

Caminho da Biblioteca de Aplicativos para um exemplo de representação gráfica da RCS monoestática usando a variável de pós-processamento bRCS2D:

RF_Module/Scattering_and_RCS/radar_cross_section

RCS monoestática por unidade de medida visualizada usando um operador de extrusão geral e a RCS biestática por variável de unidade de medida (bRCS2D). RCS monoestática por unidade de medida visualizada usando um operador de extrusão geral e a RCS biestática por variável de unidade de medida (bRCS2D).

RCS monoestática por unidade de medida visualizada usando um operador de extrusão geral e a RCS biestática por variável de unidade de medida (bRCS2D).

Sistemas de Rede de Duas Portas

O recurso Two-Port Network caracteriza a resposta de um sistema de rede de duas portas, como reflexão e transmissão, usando parâmetros S. Assim como o recurso Lumped Port, o recurso Two-port Network é aplicável somente a contornos que se estendem entre dois contornos metálicos onde as condições de contorno Perfect Electric Conductor, Impedance ou Transition são aplicáveis e que são separadas por uma distância muito menor que o comprimento de onda. Por padrão, um par de sub-nós Two-Port Network Port é adicionado ao nó Two-Port Network e usado para selecionar os limites correspondentes a Porta 1 e a Porta 2 da entrada do parâmetro S, respectivamente.

Atualizações nas PMLs

Diversas opções foram adicionadas ao recurso Perfectly Matched Layer (PML, camada perfeitamente casada) para permitir a personalização das propriedades da camada:

  • A opção Enable/disable PMLs no solver é útil para modelagem de problemas de dispersão, onde a fonte é um campo calculado.
  • A opção de tipo de geometria definida pelo usuário está disponível se a PML tiver uma geometria não padrão e também pode ser usada se o recurso de detecção automática da geometria da PML falhar.
  • Você pode optar pelo uso de funções de estiramento definidas pelo usuário para definir o escalonamento da PML. Isso permite adaptar o escalonamento dentro de uma PML para, por exemplo, absorver ondas de maneira muito eficiente em configurações físicas específicas.

Aplicativo atualizado: Plasmonic Wire Grating Analyzer

Circuitos baseados em plásmons de superfícies estão sendo usados em aplicações como chips plasmônicos, geração de luz e nanolitografia. O aplicativo Plasmonic Wire Grating Analyzer calcula os coeficientes de refração, reflexão especular e difração de primeira ordem como funções do ângulo de incidência para uma grade de difração plasmônica em um substrato dielétrico. O modelo descreve uma célula unitária da grade, sendo que condições de contorno de Floquet definem a periodicidade. A funcionalidade de pós-processamento permite expandir o número de células unitárias e extrair a visualização para a terceira dimensão. O aplicativo oferece a capacidade de variar o ângulo de incidência de uma onda plana a partir do ângulo normal para o ângulo de difração na estrutura da grade. O aplicativo também permite variar o raio de um filamento da grade, bem como a periodicidade ou o tamanho da célula unitária. Outros parâmetros que permitem variação são o comprimento de onda e a orientação da polarização. O aplicativo apresenta resultados para o campo elétrico, periodicidade de múltiplas grades, ângulos de incidência selecionados, vetor da onda de incidência e vetores de onda para todos os modos refletidos e transmitidos, refletância e transmitância.

Caminho da Biblioteca de Aplicções:

RF_Module/Applications/plasmonic_wire_grating

O aplicativo Analisador de Grade de Difração Plasmônica computa as eficiências de difração para as ondas transmitidas e refletidas, e a primeira e segunda ordens de difração para uma grade de difração em um substrato dielétrico. O comprimento de onda, a polarização, propriedades materiais, periodicidade da onda e raio podem ser alterados. O aplicativo Analisador de Grade de Difração Plasmônica computa as eficiências de difração para as ondas transmitidas e refletidas, e a primeira e segunda ordens de difração para uma grade de difração em um substrato dielétrico. O comprimento de onda, a polarização, propriedades materiais, periodicidade da onda e raio podem ser alterados.

O aplicativo Analisador de Grade de Difração Plasmônica computa as eficiências de difração para as ondas transmitidas e refletidas, e a primeira e segunda ordens de difração para uma grade de difração em um substrato dielétrico. O comprimento de onda, a polarização, propriedades materiais, periodicidade da onda e raio podem ser alterados.

Novo Modelo Tutorial: Log-Periodic Antenna for EMI/EMC Testing

O formato de uma antena log-periódica lembra o de uma antena Yagi-Uda, mas ela é composta por uma matriz colinear para alcançar maior largura de banda. Ela também é chamada de antena de banda larga ou antena independente da frequência. Todas as partes metálicas são modeladas usando as condições de contorno de condutor elétrico perfeito (PEC). A antena é ativada por uma porta de excitação enquanto um elemento de excitação com um resistor é usado para cancelar a ativação. Os resultados mostram as propriedades de casamento de impedâncias em uma carta de Smith, bem como um gráfico polar de campo distante, que mostra que a direcionalidade dos padrões de radiação variam ligeiramente à medida que a frequência aumenta. Um padrão de radiação de campo distante em 3D mostra a mesma tendência. O VSWR (ou ROE, relação de ondas estacionárias) da antena também é apresentado.

Caminho da Biblioteca de Aplicações:

RF_Module/Antennas/log_periodic_antenna

Uma antena log-periódica é modelada por meio do encaixe de uma matriz dipolo colinear por meio de duas estruturas metálicas. O padrão de radiação de campo distante e o padrão de campo elétrico em uma matriz dipolo colinear podem ser visualizados. Uma antena log-periódica é modelada por meio do encaixe de uma matriz dipolo colinear por meio de duas estruturas metálicas. O padrão de radiação de campo distante e o padrão de campo elétrico em uma matriz dipolo colinear podem ser visualizados.

Uma antena log-periódica é modelada por meio do encaixe de uma matriz dipolo colinear por meio de duas estruturas metálicas. O padrão de radiação de campo distante e o padrão de campo elétrico em uma matriz dipolo colinear podem ser visualizados.

Novo Modelo Tutorial: Signal Integrity (SI) and Time-Domain Reflectometry (TDR) Analysis of Adjacent Microstrip Lines

A análise da integridade do sinal (SI) oferece uma visão geral da qualidade de um sinal elétrico transmitido através de circuitos elétricos, tais como interconexões de alta velocidade, cabos e placas de circuito impresso. A qualidade do sinal recebido pode ser distorcida pelo ruido de fora do circuito e pode ser degradada pela incompatibilidade da impedância, perda de inserção e diafonia. Por essa razão, análises de EMC/EMI são executadas para estimar a susceptibilidade de um dispositivo ou uma rede para um acoplamento indesejado. Neste Modelo Tutorial, examinamos o efeito de diafonia entre duas linhas microstrip adjacentes em um substrato de microondas com constante dielétrico. Dois pulsos são aplicados ao dispositivo onde uma varredura paramétrica alterna a frequência do pulso durante a simulação. A simulação apresenta a resposta da reflectometria de domínio de tempo (TDR) nas portas acopladas, que mostra uma crescente distorção dos sinais em frequência ou taxas de dados mais altas.

Caminho da Biblioteca de Aplicações:

RF_Module/Transmission_Lines_and_Waveguides/microstrip_line_crosstalk

O modelo de diafonia da linha do tipo microstrip é composto de um substrato de microonda, com um plano horizontal e duas linhas microstrip adjacentes. O gráfico de contorno da norma logarítmica do campo elétrico mostra o acoplamento do campo elétrico entre as duas linhas microstrip. O modelo de diafonia da linha do tipo microstrip é composto de um substrato de microonda, com um plano horizontal e duas linhas microstrip adjacentes. O gráfico de contorno da norma logarítmica do campo elétrico mostra o acoplamento do campo elétrico entre as duas linhas microstrip.

O modelo de diafonia da linha do tipo microstrip é composto de um substrato de microonda, com um plano horizontal e duas linhas microstrip adjacentes. O gráfico de contorno da norma logarítmica do campo elétrico mostra o acoplamento do campo elétrico entre as duas linhas microstrip.