Fest3D

マイクロ波フィルター設計ソフトウェア

Fest3Dは、導波管および同軸共振器のテクノロジーに基づいて、モード整合法よりも非常に短い計算時間で、複雑なパッシブ型マイクロ波コンポーネントの高精度な解析を実現できるソフトウェア・ツールです。最適化や公差解析など、パッシブ型コンポーネントの設計に必要なすべての機能が用意されています。さらに、Fest3Dの高度な合成ツールを使用すると、バンドパス、デュアルモード、ローパスの各フィルターをユーザーの仕様から設計することができます。

Fest3Dは、モーメント法によって効率的に解を求める積分方程式法に基づいています。加えて、Boundary Integral-Resonant Mode Expansion(BI-RME)法を採用し、任意の横断面で複雑な導波管のモーダル・チャートを抽出します。これらの方法を組み合わせて、高精度を確保して必要な計算リソース(CPU処理時間とメモリー)を削減します。

Fest3DはCST Studio Suite®のオプションであり、スタンドアロン製品としてもご利用いただけます。

解析

Fest3Dの解析方法は、導波管の分岐・整合のマルチモード等価回路網表現に基づいています。回路全体の各要素は、効率と精度の両方を確保するために、使用可能な最善の方法で求められます。これに基づき、Fest3Dは複雑なパッシブ型デバイスを非常に短時間(約数秒または数分)でシミュレートすることができます。一方、汎用ソフトウェア(有限要素や有限差分などのセグメンテーション法に基づく)は同じ計算に数時間を要する場合があります。

さらに、Fest3Dで採用されている電磁気解法のアルゴリズムは、従来のモード整合法とは異なり、相対収束の問題を最小化して、結果の信頼性を高めます。さらに、採用した積分方程式法により、周波数に依存する計算の一部が抽出されるため、標準的なモード整合法よりも周波数点あたりの計算時間が非常に短くなります。高い精度が要求され、コンポーネント解析に大量の電磁場のモードが必要な場合、このメリットはより顕著になります。

Fest3Dを使用して解析できる部品には次のようなものがあります。

  • フィルター(コムライン、インターデジタル、ワッフルアイアン、デュアルモード、バンドストップなど)
  • マルチプレクサー(デュプレクサー、OMUXなど)
  • 方向性結合器(カプラー)
  • 偏光子
  • OMT
設計

Fest3Dは、ユーザーの仕様から複数の部品を自動で設計する機能を備えています。現在、デュアルモード・フィルター、バンドパス・フィルター、ローパス・フィルター、長方形テーパーを合成できます。

合成段階で、非伝播の導波管モードの影響を検討するために、フルウェーブでシミュレーションを実行します。このシミュレーションおよび各モデルに採用される特定のアルゴリズムによって、合成プロセスはユーザーの仕様に対して良好な解を示し、後で最適化する必要はありません。

Fest3Dは、特定のコンポーネントの設計を自動生成する他に、最終的に望ましい振る舞いを実現するために、コンポーネントの形状パラメーターを微調整する最適化ツールを提供します。ツールには複数の最適化アルゴリズム(Simplex、Powell、Gradient)が含まれています。最適化の進行状況はリアルタイムに監視でき、グラフィカル・ユーザー・インターフェイスから停止、再設定、再開をいつでも実行することができます。

Fest3Dを使用すると、最終設計の感度解析を簡単に実行することができます。変更する形状パラメーターを選択でき、各パラメーターの偏差を個別に設定することができます。