Simulation de filtres et composants à micro-ondes/RF
Simulation efficace de structures hautement résonnantes
Filtres et composants RF
La technologie CST Studio Suite fournit une gamme de solveurs électromagnétiques pour la simulation de composants et filtres à micro-ondes et de radiofréquence (RF).
Simulation de composant RF dans le domaine temporel
Le solveur de domaine temporel est la solution idéale pour les composants à ondes progressives large bande comme les lignes de transmission et les transitions, ainsi que les filtres passe-haut/passe-bas.
Conception du filtre de radiofréquence
Pour les structures hautement résonnantes comme les filtres passe-bande et les diplexeurs, le solveur de domaine fréquentiel offre un excellent compromis entre précision de simulation et vitesse. Il intègre en outre des technologies uniques telles que le maillage en mouvement, qui joue un rôle important dans l'atténuation du bruit numérique généré par les modifications de la discrétisation. Il propose également une méthode de réduction de l'ordre des modèles qui s'avère très rapide, même pour le calcul de résultats large bande.
Les ports de guide d'ondes peuvent servir à l'excitation de tout type de ligne de transmission, ainsi qu'à l'imposition de distributions modales spécifiques. Ils sont également utiles dans l'analyse des modes transversaux des formes conductrices arbitraires.
La technologie d'assemblage et de modélisation des systèmes (System Assembly and Modeling, SAM) permet de modéliser et d'analyser plus facilement des appareils comportant différents composants ou des éléments de base complexes, tels que les multiplexeurs. Elle permet ainsi de réaliser plus rapidement des assemblages, mais aussi d'analyser/optimiser les différentes pièces d'un grand système, par exemple le réseau d'alimentation d'une antenne. À cet effet, Fest3D propose des technologies de solveur dédiées efficaces pour la simulation de structures de guides d'ondes.
Conception de composants RF passifs
- Simulation de filtre
- Simulation de composants à guide d'ondes
- Simulation de composants haute puissance
Simulation de filtre
Que ce soit pour des applications terrestres ou spatiales, l'utilisation du spectre de fréquences par les réseaux de communications est soumise à des exigences de plus en plus strictes. Ces besoins rigoureux en matière de spectre sont gérés au moyen de filtres. La conception et l'analyse des appareils concernés pouvant s'avérer difficiles, la simulation joue souvent un rôle crucial dans le processus de développement. CST Studio Suite propose une gamme de solutions adaptées à différentes utilisations.
FD3D - Un outil de conception de filtres
Filter Designer 3D est un outil polyvalent de synthèse de filtre passe-bande et de diplexeur. Il utilise une méthode éprouvée de synthèse par matrice de couplage et propose une assistance au réglage avec des fonctionnalités performantes d'extraction des paramètres de filtre à partir des paramètres S. Cette technique est également intégrée dans un outil d'optimisation dédié aux modèles de filtre, qui permet d'obtenir rapidement une convergence sans nécessiter de fastidieuses routines de cartographie de l'espace ou de réglage des ports. Elle s'utilise même en atelier pour régler le matériel à l'aide de l'extraction de la matrice de couplage en temps réel à partir des mesures.
Toute une gamme d'options est disponible pour passer des spécifications et de la synthèse du filtre à un modèle 3D entièrement paramétré. Filter Designer 3D propose une approche générale faisant appel à la bibliothèque de composants. L'utilisateur peut choisir différents éléments de base disponibles ou les personnaliser entièrement en fonction de ses exigences technologiques. Les éléments s'assemblent automatiquement conformément à la topologie synthétisée, produisant ainsi un modèle entièrement paramétré comprenant la configuration de l'optimisation. Pour les filtres passe-bas, large bande ou bimodes à guide d'ondes spécifiques, Fest3D propose des assistants de conception.
Simulation de composants et filtres à guide d'ondes
Fest3D permet d'analyser rapidement différents composants de la technologie de guide d'ondes, une étape essentielle pour les routines d'optimisation ou les flux de travail complexes de type "diviser pour régner". Ce logiciel propose également des fonctionnalités de synthèse des modèles de cavités circulaires bimodes et de filtres à guide d'ondes cannelé. Il est également possible de connecter ces projets dans l'environnement schématique de CST Studio Suite afin d'effectuer des co-simulations avec d'autres technologies de solveurs, par exemple un réseau d'alimentation de guides d'ondes relié en cascade à une antenne cornet.
Simulation de circulateur
Les composants de circulateur nécessitent généralement eux aussi des simulations associées lorsqu'ils utilisent des matériaux à base de ferrite. Un champ statique est requis pour polariser la ferrite censée établir la non-réciprocité, laquelle est nécessaire au fonctionnement du circulateur à haute fréquence. Il est possible de réaliser une telle simulation dans le même environnement à l'aide d'un seul modèle dans un flux de travail associé.
Simulation de composants haute puissance
Pour comprendre les capacités de gestion de la puissance des composants micro-ondes haute puissance, il est généralement nécessaire d'analyser des phénomènes multiphysiques. L'appareil subit toujours des pertes de conduction qui provoquent un échauffement thermique. Ce changement de température peut entraîner une déformation de la structure, ce qui risque au final de compromettre les performances électromagnétiques. Dans un flux de travail couplé, nous pouvons analyser ces trois domaines physiques à l'aide d'un seul modèle pour l'appareil.
Analyse de claquage RF
Le claquage RF est un autre phénomène susceptible de détruire un appareil. Les champs oscillants de haute intensité peuvent ioniser le gaz présent à l'intérieur de celui-ci et provoquer une décharge de corona ou, en l'absence de gaz et en présence d'électrons libres, un effet multipactor. Spark3D propose des technologies avancées qui permettent de calculer ces phénomènes physiques et qui s'avèrent très précises en comparaison avec des données de mesure fiables.
Il est important de tenir compte de tous ces phénomènes dès le début du processus de développement pour éviter toute défaillance imprévue de composants sophistiqués ou essentiels.
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FAQ À propos de la conception de filtre RF
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