RF Module
Neue Anwendung: „Slot-Coupled Microstrip Patch Antenna Array Synthesizer“
Felder von „Microstrip patch antennas“ werden bei einer Vielzahl von Gerätearten zum Empfang von HF-Signalen (z. B. Radarsignalen) eingesetzt. Bei 5G-Mobilfunksystemen wird hauptsächlich dieser Antennentyp eingesetzt.
Der „Slot-Coupled Microstrip Patch Antenna Array Synthesizer“ simuliert eine einzelne „Slot-Coupled Microstrip Patch Antenna“. Die Streifen werden auf ein „low-temperature cofired ceramic“-Substrat (LTCC) aufgebracht. Mit dieser Anwendung können Sie das Fernfeld des Antennenarrays und dessen Richtcharakteristik simulieren. Das Fernfeld wird approximiert, indem der Arrayfaktor mit dem Einzelantennenstrahlungsmuster multipliziert wird. Dadurch kann eine effiziente Fernfeldanalyse ohne Simulation eines komplexen Vollarraymodells durchgeführt werden.
Sie können auch phasengesteuerte Antennenarray-Prototypen für 5G-Mobilfunknetzwerke mit der Standardeingangsfrequenz von 30 GHz untersuchen. Bei dieser Untersuchung können Sie Antenneneigenschaften wie Abmessungen und Substratmaterial variieren.
Die Anwendung verfügt eine Option zur Anzeige im Breitbildformat.
Die Benutzeroberfläche des „Slot-Coupled Microstrip Patch Antenna Array Synthesizer“ stellt die Verteilung des elektrischen Feldes und das 3D-Fernfeldmuster für eine 12x12-Array-Antenne dar.
Neue Anwendung: „Frequency Selective Surface Simulator“
Frequenzselektive Oberflächen sind periodische Strukturen, die einen Bandpass oder eine Bandsperrenfrequenzantwort erzeugen. Mit den Oberflächen können HF-Wellen, Mikrowellen oder elektromagnetische Wellen beliebiger Frequenz gefiltert oder abgeschirmt werden. Frequenzselektive Oberflächen befinden sich beispielsweise auf Türen von Mikrowellenöfen und sind durchsichtig, um die Sicht auf das Gargut zu ermöglichen, schirmen jedoch die Mikrowellen ab.
Mit dieser Anwendung kann eine benutzerdefinierte periodische Struktur, die aus den verfügbaren Zelltypen ausgewählt wurde, simuliert werden. Die Anwendung verfügt über fünf Zelltypen, die häufig bei der Simulation von frequenzselektiven Oberflächen verwendet werden, und über zwei vordefinierte Polarisationen in einer festen Ausbreitungsrichtung, die dem senkrechten Einfall auf die frequenzselektive Oberfläche entspricht. Die Analyse umfasst das Reflexions- und Übertragungsspektrum, den Betrag des elektrischen Feldes auf der oberen Oberfläche der Zelle und den Betrag des elektrischen Feldes auf einer dB-Skala, dargestellt auf einer vertikalen Schnittebene im Zellenbereich.
Sie können die Polarisation, Mittenfrequenz, Bandbreite, Anzahl von Frequenzen, Substratdicke und -materialeigenschaften sowie den Zellentyp (Kreis, Ring, Spaltring usw.) und die geometrischen Parameter einer Zelle, einschließlich Periodizität (Zellengröße) ändern.
Die Benutzeroberfläche der Anwendung „Frequency Selective Surface Simulator“ – verwendet wird der Zellentyp „Spaltring“ und dargestellt ein 10x10-Array.
Smith-Plots: Eine bekannte Methode zur Darstellung von Matching-Eigenschaften
Mit einer neuen Smith-Plot-Gruppe können Sie die Impedanz-, Admittanz- und Reflexionsdaten in einem Smith-Raster plotten. Smith-Plots sind geeignet, um komplexwertige S-Parameter (Reflexionskoeffizienten) zur Eingangsimpedanz oder zur Admittanz von Antennen, Übertragungsleitungen und anderen Netzwerkkomponenten in Beziehung zu setzen. Bei Studien, bei denen standardmäßig ein S-Parameter-Plot erzeugt wird, wird automatisch ein Smith-Plot erzeugt.
Smith-Plot eines CPW-Bandpassfilters, wobei die Farbskala die Simulationsfrequenz angibt. Gezeigt wird, dass der Filter bei ca. 7,65 GHz auf 50 Ohm abgestimmt ist.
Erweitertes physikgesteuertes Netz für die Berücksichtigung von verlustbehafteten Medien
Das physik-gesteuerte Netz erfasst verlustbehaftete elektrische und magnetische Medien und führt abhängig von der Skin-Tiefe der verlustbehafteten Bereichsgrenzschichten automatisch eine Größenskalierung aus. Wenn bei verlustbehafteten Medien die Option Welle auflösen ausgewählt wird, werden die Außengrenzen der verlustbehafteten Medienbereiche im freien Raum mit der maximalen Netzelementgröße vernetzt. Diese Größe wird vom Mindestwert der halben Skin-Tiefe und einem Fünftel der Vakuumwellenlänge bestimmt.
Das feinere Netz entlang des Außenrandes eines kreisförmigen verlustbehafteten Mediums in Luft wird durch die Skin-Tiefe mit folgenden Materialeigenschaften charakterisiert: Verlustfaktor und Tangens des Verlustwinkels (ε' = 1,2 und tanδ = 3,5) bei 1 GHz.
Mehrfachelement Einheit-Lumped Port
COMSOL Multiphysics Version 5.2 verfügt über den neuen „Lumped Port“-Typ Mehrfachelement Einheit. Dieser „Lumped Port“-Typ kann für die Mehrfacherregung oder den Mehrfachabschluss von beispielsweise eines Koplanarleitungsanschlusses oder Differenzeingangs verwendet werden. Die Richtung der Felder in den Unterknoten des Ports wird mit den Gleichförmiges Element-Unterknoten definiert, wobei die Richtung zwischen einheitlichen Elementabschlüssen die Polarität des elektrischen Potenzials definiert.
Neues Modell: „Coplanar Waveguide (CPW) Bandpass Filter“
Koplanarleitungs-Bandpassfilter (CPW-Bandpassfilter) können aus Interdigitalkondensatoren (IDCs) und kurzgeschlossenen „Stub Inductors“ (SSIs) hergestellt werden. Diese Bauelemente ermöglichen eine effiziente Produktion von Bandpassfiltern, die direkt auf einem GaAs-Wafer implementiert werden können.
Beim Übungsmodell für Koplanarleitungs-Bandpassfilter wird ein Design angewendet, das im Verhältnis zu dessen Resonanzfrequenz kompakt ist. Das Modell bietet im Vergleich zu kapazitiv gekoppelten Streifenleitungsmodellen einen hohen Q-Faktor. Beim Übungsmodell wird mit Mehrfach Element-Lumped Ports jedes Element des jeweiligen Ports gleichmäßig erregt und/oder abgeschlossen.
Ein Koplanarleitungs-Bandpassfilter, der aus einem Interdigitalkondensator und kurzgeschlossenen „Stub Inductors“ besteht, auf einem 200-mm-GaAs-Wafer.
Die Studiensequenzen „Randmodalanalyse, frequenzabhängig-stationär“ und „Randmodalanalyse, frequenzabhängig-zeitabhängig“
Der Modellassistent für die Multiphysik-Interfaces Lasererwärmung und Mikrowellenerwärmung im Wave Optics Module und RF Module bietet neue Studiensequenzen. Mit der Studiensequenz Randmodalanalyse, frequenzabhängig-stationär wird der Studienschritt Randmodalanalyse, frequenzabhängig-stationär hinzugefügt. Mit der Studiensequenz Randmodalanalyse, frequenzabhängig-zeitabhängig wird der Studienschritt Randmodalanalyse, frequenzabhängig-zeitabhängig hinzugefügt. Mit dem Studienschritt Randmodalanalyse können Sie die Moden für numerische Ports in den elektromagnetischen Interfaces lösen. Mit den Studienschritten frequenzabhängig-stationär und frequenzabhängig-zeitabhängig werden stationäre und transiente Analysen für das Interface Wärmetransport in Feststoffen mit einer Frequenzbereichsanalyse für die Wave Optics Module- und RF Module-Interfaces gekoppelt.
Anfangseinstellungen für die Transienten-Streuungs-Randbedingung
Die Randbedingung Streuende Randbedingung für zeitabhängige Simulationen verfügt über den neuen Abschnitt Einfallende Welle, in dem Sie die Anfangswerte für das magnetische Vektorpotenzial für die einfallende Welle einstellen können. Standardmäßig ist dieser Abschnitt ausgeblendet. Zur Definition der einfallenden Welle durch ein elektrisches Feld können Sie den Anfangswert für das magnetische Vektorpotenzial für die einfallende Welle festlegen. Nachdem die einfallende Welle durch ein elektrisches Feld definiert wurde, können Sie zusätzlich zum Anfangswert für das magnetische Vektorpotenzial den Anfangswert für die Zeitableitung des magnetischen Potenzials angeben. Mit diesen neuen Einstellungen können Sie die Wellenform des zu ermittelnden magnetischen Vektorpotenzials genau definieren.
