Simulador de linha de transmissão FDTD
Resolva esboços de microfita, filtros de linha acoplada, por meio de transições, e descontinuidades de etapas em uma escada de modos de resolução nomeados — de uma seção transversal 2D em segundos a uma boa solução de campo 3D OpenEMS. Parâmetros S, carta de Smith e análise de impedância.
Como funciona
FDTD (Domínio de tempo de diferença finita) resolve as equações de curvatura de Maxwell diretamente em uma malha 3D Yee por meio de componentes de campo elétrico e magnético com escalonamento temporal. Uma excitação de pulso gaussiano cobre toda a banda de frequência em uma única simulação, e os parâmetros S são extraídos das tensões e correntes da porta por meio de transformadas de Fourier.
A resolução é uma escolha entre quatro modos nomeados, não um botão de densidade de malha. Instantâneo é uma solução de campo de seção transversal 2D em cascata com modelos de descontinuidade publicados — precisão de engenharia em segundos e, explicitamente, não uma simulação de onda completa. Expresso, Normal e Fina são todos reais executados por FDTD 3D OpenEMS com geometria CSXCAD, diferindo na precisão com que o traço e o substrato são resolvidos e por quanto tempo o registro de tempo é executado. Instant e Express estão disponíveis em todos os níveis; Normal e Fine são Pro, e Fine tem um subsídio mensal.
Um modo que seu nível não pode executar é rejeitado, não silenciosamente rebaixado — uma solução fina nunca é devolvida usando uma malha mais grossa. Cada resultado indica o modo solicitado e o método que realmente o produziu e, se uma solução de onda completa não puder ser executada, o resultado é marcado como degradado e diz o porquê, em vez de ser apresentado como onda completa.
Quatro tipos de estrutura são suportados:
- Esboço aberto Microstrip — Um talão paralelo de circuito aberto produz um entalhe de reflexão seletivo de frequência na ressonância de um quarto de onda do talão.
- Seção de filtro de linha acoplada — Linhas de microfita acopladas a bordas com impedâncias de modo par/ímpar formam uma seção passa-banda.
- Transição direta — Uma via cilíndrica modelada como indutância em série mais capacitância da almofada de derivação; crítica para a integridade do sinal acima de alguns GHz.
- Descontinuidade da etapa — Uma mudança na largura do traço cria uma capacitância de franja e uma reflexão parcial; quantificada pela incompatibilidade S11.
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Perguntas frequentes
Quanto tempo leva uma simulação?+
Depende do modo de resolução e do hardware em que seu nível é executado, portanto, cada placa de modo cita o tempo de execução medido para sua própria conta, em vez de um valor geral. Instantâneo é de segundos; os modos 3D variam de alguns minutos a vários. Nenhum tempo de execução é anunciado para um modo que não tenha sido medido no hardware em que ele seria executado.
Qual modo de resolução devo escolher?+
Comece com Instant enquanto você ainda está movendo as dimensões — é uma solução de seção transversal 2D com modelos de descontinuidade publicados, rápida o suficiente para iterar, e se apresenta como quase estática em vez de onda completa. Vá para Express quando a geometria estiver aproximadamente correta e você quiser uma solução de campo 3D real, depois Normal ou Fine quando precisar que o traço e o substrato sejam resolvidos com mais precisão.
O que acontece se eu escolher um modo que meu nível não inclui?+
O trabalho é rejeitado com o motivo, não é rebaixado silenciosamente. Uma versão anterior fixava uma solicitação fora de nível a uma malha mais grossa e a devolvia sob o rótulo do modo solicitado, o que significava que você não sabia o que realmente havia recebido.
Por que uma transição via oferece menos modos?+
Os modos de onda completa precisam de um modelo tridimensional da estrutura, e a transição direta não tem um — em vez disso, ela é resolvida a partir de um modelo de indutância em série agrupada e capacitância de derivação. Em vez de aceitar o trabalho e devolver uma resposta quase estática sob um rótulo de onda completa, a ferramenta marca esses modos como indisponíveis para essa estrutura e explica o porquê.
Qual substrato devo escolher?+
O FR-4 é o substrato de PCB padrão de baixo custo (εr ≈ 4,4, tan δ ≈ 0,02). Rogers 4350B e Rogers 3003 são laminados de alta frequência com tolerâncias mais rígidas e menor perda — preferidos para projetos acima de 5 GHz.
Por que o entalhe do talão não aparece na frequência esperada?+
A frequência de entalhe depende da constante dielétrica efetiva, não apenas do comprimento físico. O modelo Hammerstad-Jensen considera automaticamente o campo de franja da microfita, mas talvez seja necessário reduzir um pouco o comprimento da ponta para atingir um alvo preciso devido ao efeito da junção em T.