Simulateur de ligne de transmission FDTD
Résolvez des tronçons de microruban, des filtres à lignes couplées, des transitions et des discontinuités progressives dans une échelle de modes de résolution nommés, allant d'une coupe transversale 2D en quelques secondes à une résolution de champ OpenEMS 3D fine. Paramètres S, diagramme de Smith et analyse d'impédance.
Comment ça marche
FDTD (Finite-Difference Time-Domain) résout les équations de boucle de Maxwell directement sur un maillage 3D Yee en échelonnant dans le temps les composantes des champs électriques et magnétiques. Une excitation par impulsion gaussienne couvre toute la bande de fréquences en une seule simulation, et les paramètres S sont extraits des tensions et des courants des ports via des transformées de Fourier.
La résolution est un choix entre quatre modes nommés, et non un bouton de densité de maillage. Instantané est une résolution de champs en coupe transversale en 2D en cascade avec des modèles de discontinuité publiés, avec une précision technique en quelques secondes, et il ne s'agit clairement pas d'une simulation en onde complète. Express, Normal et Bien sont tous de véritables passages FDTD en 3D Ouvrez EMS avec la géométrie CSXCAD, qui diffère en termes de précision de résolution de la trace et du substrat et de durée de l'enregistrement temporel. Instant et Express sont disponibles sur tous les niveaux ; Normal et Fine sont Pro, et Fine est assorti d'une allocation mensuelle.
Un mode que votre niveau ne peut pas exécuter est rejeté, pas discrètement rétrogradé — une bonne résolution n'est jamais rendue en portant une maille plus grossière. Chaque résultat indique le mode demandé et la méthode qui l'a réellement produit, et si une résolution en onde complète ne peut pas fonctionner, le résultat est marqué comme dégradé et indique pourquoi au lieu d'être présenté comme une résolution en onde complète.
Quatre types de structures sont pris en charge :
- Microstrip Open Stub — Un embout parallèle en circuit ouvert produit une encoche de réflexion sélective en fréquence à la résonance quart d'onde du tronçon.
- Section de filtre à lignes couplées — Les lignes microruban couplées aux bords avec des impédances en mode pair ou impair forment une section passe-bande.
- Transition directe — Un via cylindrique modélisé comme une inductance en série plus une capacité du plot de shunt ; essentiel pour l'intégrité du signal au-delà de quelques GHz.
- Discontinuité de l'étape — Un changement de largeur de trace crée une capacité de frange et une réflexion partielle ; quantifiée par le décalage S11.
Calculateurs associés
Questions fréquemment posées
Combien de temps dure une simulation ?+
Cela dépend du mode de résolution et du matériel utilisé pour votre niveau. Chaque carte de mode indique donc le temps d'exécution mesuré pour votre propre compte plutôt qu'un chiffre général. L'instant est égal à quelques secondes ; les modes 3D peuvent durer de quelques minutes à plusieurs minutes. Aucun temps d'exécution n'est annoncé pour un mode qui n'a pas été mesuré sur le matériel sur lequel il serait exécuté.
Quel mode de résolution dois-je choisir ?+
Commencez par Instant pendant que vous êtes encore en train de déplacer des dimensions : il s'agit d'une résolution de section transversale en 2D à l'aide de modèles de discontinuité publiés, suffisamment rapide pour être itérée, et elle se présente comme quasi-statique plutôt que pleine onde. Passez à Express une fois que la géométrie est à peu près correcte et que vous souhaitez une résolution de champ 3D réelle, puis à Normal ou Fine lorsque vous avez besoin d'une résolution plus précise de la trace et du substrat.
Que se passe-t-il si je choisis un mode qui n'est pas inclus dans mon niveau ?+
Le poste est rejeté pour la raison, et non rétrogradé silencieusement. Une version antérieure limitait une requête hors niveau à un maillage plus grossier et la renvoyait sous l'étiquette du mode demandé, ce qui signifiait que vous ne pouviez pas savoir ce qui vous avait réellement été donné.
Pourquoi une transition via offre-t-elle moins de modes de transport ?+
Les modes pleine onde nécessitent un modèle tridimensionnel de la structure, mais la transition traversante n'en a pas. Elle est résolue à partir d'un modèle d'inductance en série et de capacité de dérivation groupés. Plutôt que d'accepter la tâche et de renvoyer une réponse quasi statique sous une étiquette pleine onde, l'outil marque les modes non disponibles pour cette structure et explique pourquoi.
Quel substrat dois-je choisir ?+
Le FR-4 est le substrat PCB standard à faible coût (εr ≈ 4,4, tan δ ≈ 0,02). Les Rogers 4350B et Rogers 3003 sont des laminés à haute fréquence présentant des tolérances plus strictes et des pertes plus faibles, à privilégier pour les conceptions supérieures à 5 GHz.
Pourquoi l'encoche tronquée n'apparaît-elle pas à la fréquence prévue ?+
La fréquence de l'entaille dépend de la constante diélectrique effective, et pas seulement de la longueur physique. Le modèle HAmmErstad-Jensen prend automatiquement en compte le champ de franges du microruban, mais vous devrez peut-être réduire légèrement la longueur du tronçon pour atteindre une cible précise en raison de l'effet de jonction en T.