Fest3D
Uno strumento software per l'analisi di componenti passivi a microonde complessi
Che cos'è Fest3D?
Fest3D è uno strumento software in grado di analizzare componenti passivi complessi a microonde basati sulla tecnologia della guida d'onda e della cavità coassiale. È veloce e offre un'elevata precisione rispetto agli strumenti software basati su tecniche di segmentazione completa. La suite offre tutte le funzionalità necessarie per la progettazione di componenti passivi, tra cui analisi di tolleranza e ottimizzazione. È inoltre possibile utilizzare gli strumenti di sintesi avanzati Fest3D per progettare filtri passa-banda, dual-mode e passa-basso partendo dalle specifiche degli utenti.
Fest3D è basato sulla tecnica di equazione integrale della simulazione elettromagnetica (EM) efficacemente risolta dal metodo dei momenti. Viene inoltre impiegato il metodo BI-RME (Boundary Integral-Resonant Mode Expansion) per estrarre il grafico modale di guide d'onda complesse con sezione trasversale arbitraria. La combinazione vincente di questi metodi garantisce un livello elevato di precisione e una riduzione del numero di risorse computazionali richieste (in termini di memoria e tempo della CPU).
Fest3D è un componente opzionale del pacchetto di simulazione EM di CST Studio Suite ed è disponibile anche come prodotto standalone.
Analisi e progettazione di filtri a radiofrequenza con Fest3D
- Metodo di analisi
- Progettazione di filtri
Metodo di analisi
Il metodo di analisi di Fest3D utilizza una rappresentazione di reti equivalenti a modalità multipla di giunzioni in guida d'onda. Fest3D risolve ogni elemento nel circuito completo con il miglior metodo disponibile, garantendo precisione ed efficienza. Sulla base di questi dati, Fest3D può simulare rapidamente dispositivi passivi complessi (nell'ordine dei secondi o pochi minuti). Al contrario, il software generico (basato su tecniche di segmentazione come gli elementi finiti o le differenze finite) può richiedere ore per simulare la stessa struttura.
Inoltre, la tecnica di equazione integrale impiegata estrae parte dei calcoli dipendenti dalla frequenza, con conseguente riduzione del tempo di calcolo per punto di frequenza. Gli ingegneri traggono vantaggio da questa caratteristica, in particolare per quanto riguarda i requisiti di alta precisione, che corrispondono a considerare molteplici modalità elettromagnetiche quando si analizza il componente.
Fest3D consente di analizzare componenti quali:
- Filtri (filtri combinati, filtri interdigitali, filtri a nido d'ape, filtri dual-mode, filtri elimina banda...)
- Multiplexer (Diplexers, OMUXsFKFS...)
- Reti di alimentazione
- Accoppiatori e polarizzatori
- OMT
Progettazione di filtri
Fest3D include la possibilità di progettare automaticamente diversi tipi di componenti a partire dalle specifiche dell'utente. Attualmente l'utente può sintetizzare filtri bimodali, filtri a banda passante, filtri passa-basso e coni rettangolari.
Durante la fase di sintesi l'utente può eseguire simulazioni fullwave per considerare l'impatto delle modalità delle guide d'onda senza propagazione. Sulla base di questo approccio, oltre a particolari algoritmi impiegati in ciascun caso, il processo di sintesi fornisce risposte eccellenti relativamente alle specifiche dell'utente senza la necessità di post ottimizzazione.
Oltre alla generazione automatica del design di specifici componenti, Fest3D include uno strumento di ottimizzazione per il perfezionamento dei parametri geometrici del componente per ottenere la risposta finale richiesta. Fest3D include vari algoritmi di ottimizzazione (Simplex, Powell e Gradient). Gli utenti possono monitorare direttamente l'avanzamento dell'ottimizzazione. Possono interrompere, riconfigurare e riprendere l'ottimizzazione dall'interfaccia utente grafica in qualsiasi momento.
Inoltre, gli utenti possono eseguire l'analisi di sensibilità del progetto finale scegliendo i parametri geometrici da modificare e impostando la deviazione di ciascuno di essi separatamente.
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