СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА №8/2016

ПРОЕКТИРОВАНИЕ И МОДЕЛИРОВАНИЕ 96 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 8 2016 |S 21 |, дБ 504 КСП 504 ПСП 3002 ПСП 0 Частота, ГГц –5 –10 –15 –20 –25 –30 6,0 6,3 6,6 6,9 7,2 7,5 а б 1,25 z, мм |E|, В/м |E|, В/м 1,20 1,15 1,10 1,05 1,00 0,95 –10 153 КСП 153 КСП 397 ПСП 153 ПСП 0 10 20 30 40 50 60 1,25 z, мм 1,20 1,15 1,10 1,05 1,00 0,95 –10 0 10 20 30 40 50 60 а б падения на неё плоской электромаг- нитной волны [5] (см. рис. 3). Количе- ство витков – 20, радиус – 2,5 мм, высо- та спирали – 50 мм, анализ поля прово- дится вдоль линии параллельно её оси на расстоянии 5 мм. Рассматриваются варианты разбиения классическими прямолинейными сегментами (ПСП) и криволинейными сегментами (КСП) фиксированного диаметра. Результаты анализа показывают, что для достижения устойчивых (не изменя- ющихся значимо при уплотнении сет- ки) результатов необходимо применять 397 ПСП или 157 КСП. При этом заме- тен близкий, но более скачкообразный характер зависимости амплитуды ближ- него поля (|E|) в случае ПСП (см. рис. 4а). При равном количестве сегментов раз- биения (см. рис. 4б) результаты моде- лирования заметно отличаются. Следо- вательно, использование КСПпозволи- ло снизить вычислительную сложность и объём используемой оперативной памяти почти в 7 раз при уменьшении количества сегментов сетки в 2,6 раза. Также можно рассмотреть задачу о взаимодействии расположенных параллельно на расстоянии 7,5 мм 20-витковых спиралей радиусом 2,5 мм и высотой 50 мм с радиусом проводни- ка 0,25 мм (см. рис. 5) [6]. Возбуждение спиралей осуществляется точечными портами, связанными непосредствен- но с их нижними концами, а с верхни- ми – через проводники, располагающи- еся вдоль осей. Для достижения устойчивой кар- тины частотной зависимости ампли- туды коэффициента передачи (|S 21 |) потребовалось использовать либо 3002 ПСП, либо 504 КСП. Результаты моде- лирования в обоих случаях достаточно хорошо совпадают. В модели системы с использованием 504 ПСП результи- рующая кривая хотя и обладает схо- жей формой, но сдвинута по частотной оси вверх. Качественный выигрыш от использования КСП в данном случае состоит в снижении потребления опе- ративной памяти в 27 раз и необходи- мости заметно меньшего количества итераций улучшения сетки для полу- чения стабильного результата. П РИМЕНЕНИЕ БАЗИСНЫХ ФУНКЦИЙ ВЫСШЕГО ПОРЯДКА В A LTAIR FEKO Начиная с версии FEKO 6.2, возмож- но использование для аппроксима- ции токов на элементе поверхности базисных функций высшего порядка (High Order Basis Function, HOBF) для MoM и MLFMM. Таким образом, стал доступен учёт нелинейного распреде- ления токов на полигонах. Стандарт- ный RWG-элемент является HOBF- элементом порядка 0,5 (HOBF-0,5). Максимальная степень HOBF-эле- мента в Altair FEKO 14.0 составляет 3,5, что позволяет без потери качества Характеристики HOBF-элементов различного порядка Порядок HOBF-элемента Количество степеней свободы Длина стороны элемента разбиения (в долях длины волны, не более) Допустимый максимум Стандарт Высокое качество 0,5 3 1/8 1/12 1/16 1,5 8 3/8 1/4 3/16 2,5 15 5/8 5/12 5/16 3,5 24 5/4 5/6 5/8 Рис. 3. Вычисление поля рассеяния от проволочной спирали Рис. 5. Результаты применения криволинейного разбиения проводников Рис. 4. Результаты анализа поля рассеяния от проволочной спирали: а – устойчивый результат; б – сравнительный результат при равном количестве сегментов Рис. 2. Варианты разбиения различными сетками на примере спирали: а – классическими сегментами; б – криволинейными сегментами