 |
تقسیم کننده برق Wilkinson با اتصال SMA
معرفی
تقسیم کننده های توان مقاومتی و تقسیم کننده های برق T-junction دو نوع متداول تقسیم کننده برق سه پورت هستند. چنین تقسیم کننده ها یا دارای تلفات هستند یا با امپدانس مرجع سیستم در همه پورت ها مطابقت ندارند. علاوه بر این، جداسازی بین دو پورت کوپل شده تضمین نمی شود. تقسیم‌کننده توان Wilkinson هم از تقسیم‌کننده T-jonction بدون تلفات و هم از تقسیم‌کننده مقاومتی بهتر عمل می‌کند و مشکلات ذکر شده در بالا را ندارد. این مثال نحوه مدل سازی چنین دستگاهی را نشان می دهد.
شکل 1: یک تقسیم کننده قدرت Wilkinson بر روی یک بستر 60 میل ساخته شده است. یک پریز SMA روی هر پورت اضافه می شود و برد مدار با استفاده از پیچ در بسته بندی فلزی آویزان می شود.
تعریف مدل
تقسیم کننده برق Wilkinson یک دستگاه سه پورت است که از خطوط میکرو نواری 50 Ω و 70.7 Ω روی یک بستر دی الکتریک با صفحه زمین و یک مقاومت 100 Ω که بین دو پورت نصب شده است، تشکیل شده است. این مدل همچنین شامل یک محفظه فلزی، پیچ‌ها و پریزهای SMA متصل به هر پورت است که نشان‌دهنده یک بسته کامل از یک تقسیم‌کننده برق است که در شکل 1 نشان داده شده است.. به جز خطوط میکرو نوار و صفحه زمین، تمام مخازن SMA، پیچ ها و بسته فلزی را با استفاده از مرزهای رسانای الکتریکی کامل (PEC) مدل کنید. مخزن SMA و دامنه های پیچ محصور شده توسط این مرزهای PEC بخشی از تجزیه و تحلیل مثال نیستند، بنابراین به طور پیش فرض روی PEC تنظیم می شوند. خطوط ریز نوار و صفحه زمین ساخته شده از لایه‌های مس 1 اونسی با استفاده از یک شرایط مرزی انتقال با ضخامت 35 میکرومتر برای رسیدگی به سطوح رسانای اتلاف به دلیل رسانایی محدود مس مدل‌سازی می‌شوند. ثابت دی الکتریک نسبی، εr ، از بستر 60 mil برابر 3.38 است . مرزهای رو به کانکتور کواکسیال پر شده با دی الکتریک مخازن SMA به عنوان پورت های توده ای کواکسیال مشخص می شوند. 100 Ωمقاومت از طریق یک پورت توده ای یکنواخت با امپدانس مشخصه 100 Ω ایجاد می شود .
نتایج و بحث
شکل 2 توزیع هنجار میدان E متقارن را در بالای بستر نشان می دهد. انرژی ورودی به طور مساوی به هر پورت خروجی جفت می شود.
شکل 2: نمودار هنجار میدان E نشان می دهد که ورودی به طور مساوی بین دو پورت خروجی تقسیم شده است.
پارامترهای S رسم شده در شکل 3 پاسخ فرکانسی تقسیم کننده توان ویلکینسون را نشان می دهد. ویژگی های تطبیق امپدانس ورودی خوب مشاهده می شود و توان جفت شده در هر پورت خروجی حدود – 3 دسی بل در حدود 3 گیگاهرتز است.
شکل 3: پارامترهای S تطابق ورودی بسیار خوبی را در 3 گیگاهرتز نشان می‌دهند و قدرت را به طور مساوی در دو پورت خروجی تقسیم می‌کنند.
منابع
1. DM Pozar، مهندسی مایکروویو ، جان وایلی و پسران، 1998.
2. RE Collin، بنیاد مهندسی مایکروویو ، McGraw-Hill، 1992.
مسیر کتابخانه برنامه: RF_Module/Couplers_and_Power_Divider/wilkinson_power_divider
دستورالعمل های مدل سازی
از منوی File ، New را انتخاب کنید .
جدید
در پنجره جدید ، روی 
Model Wizard کلیک کنید .
Model Wizard کلیک کنید .مدل جادوگر
1 | در پنجره Model Wizard ، روی  3D کلیک کنید . |
2 | در درخت انتخاب فیزیک ، فرکانس رادیویی > امواج الکترومغناطیسی، دامنه فرکانس (emw) را انتخاب کنید . |
3 | روی افزودن کلیک کنید . |
4 |  روی مطالعه کلیک کنید . |
5 | در درخت انتخاب مطالعه ، General Studies>Frequency Domain را انتخاب کنید . |
6 |  روی Done کلیک کنید . |
مطالعه 1
مرحله 1: دامنه فرکانس
1 | در پنجره Model Builder ، در بخش مطالعه 1 ، روی مرحله 1: دامنه فرکانس کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات دامنه فرکانس ، بخش تنظیمات مطالعه را پیدا کنید . |
3 | در قسمت متن فرکانس ، محدوده (2[GHz],0.1[GHz],4[GHz]) را تایپ کنید . |
تعاریف جهانی
پارامترهای 1
1 | در پنجره Model Builder ، در قسمت Global Definitions روی Parameters 1 کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای پارامترها ، بخش پارامترها را پیدا کنید . |
3 |  روی Load from File کلیک کنید . |
4 | به پوشه Application Libraries مدل بروید و روی فایل wilkinson_power_divider_parameters.txt دوبار کلیک کنید . |
هندسه 1
1 | در پنجره Model Builder ، در قسمت Component 1 (comp1) روی Geometry 1 کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات هندسه ، بخش Units را پیدا کنید . |
3 | از لیست واحد طول ، میلی متر را انتخاب کنید . |
ابتدا بستر را ایجاد کنید.
لایه
1 | در نوار ابزار Geometry ، روی  Block کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای Block ، Substrate را در قسمت نوشتار Label تایپ کنید . |
3 | قسمت Size and Shape را پیدا کنید . در قسمت متن Width ، w_subs را تایپ کنید . |
4 | در قسمت Depth text، l_subs را تایپ کنید . |
5 | در قسمت متن ارتفاع ، 1.524 را تایپ کنید . |
6 | قسمت Position را پیدا کنید . از لیست پایه ، مرکز را انتخاب کنید . |
7 | در قسمت متن z ، -0.762 را تایپ کنید . |
یک بلوک برای بسته فلزی اضافه کنید.
بسته
1 | در نوار ابزار Geometry ، روی  Block کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای Block ، بسته را در قسمت متن برچسب تایپ کنید . |
3 | قسمت Size and Shape را پیدا کنید . در قسمت متن Width ، w_subs را تایپ کنید . |
4 | در قسمت Depth text، l_subs را تایپ کنید . |
5 | در قسمت متن ارتفاع ، 20 را تایپ کنید . |
6 | قسمت Position را پیدا کنید . از لیست پایه ، مرکز را انتخاب کنید . |
7 | در قسمت متن z ، 2 را تایپ کنید . |
8 |  روی Build Selected کلیک کنید . |
9 |  روی دکمه Wireframe Rendering در نوار ابزار Graphics کلیک کنید . |
یک صفحه کاری برای ترسیم طرح تقسیم کننده برق اضافه کنید.
صفحه کار 1 (wp1)
1 | در نوار ابزار هندسه ، روی صفحه  کار کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای صفحه کار ، روی نمایش صفحه کار کلیک کنید .  |
صفحه کار 1 (wp1)> هندسه صفحه
در پنجره Model Builder ، روی صفحه هندسه کلیک کنید .
برای ایجاد قسمت حلقه حلقه دو دایره اضافه کنید.
حلقه بیرونی
1 | در نوار ابزار Work Plane ، روی  Circle کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای دایره ، Ring outer را در قسمت نوشتار Label تایپ کنید . |
3 |  روی دکمه Zoom Extents در نوار ابزار Graphics کلیک کنید . |
4 | قسمت Size and Shape را پیدا کنید . در قسمت متن Radius ، r_ring را تایپ کنید . |
حلقه داخلی
1 | در نوار ابزار Work Plane ، روی  Circle کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای دایره ، Ring inner را در قسمت نوشتار Label تایپ کنید . |
3 | قسمت Size and Shape را پیدا کنید . در قسمت متن Radius ، r_ring-1.9 را تایپ کنید . |
برش حلقه
1 | در نوار ابزار Work Plane ، روی  Rectangle کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای Rectangle ، Ring cut را در قسمت نوشتار Label تایپ کنید . |
3 | قسمت Size and Shape را پیدا کنید . در قسمت متن Width ، 2 را تایپ کنید . |
4 | در قسمت متن ارتفاع ، 3 را تایپ کنید . |
5 | قسمت Position را پیدا کنید . در قسمت نوشتار xw ، -1 را تایپ کنید . |
6 | در قسمت متن yw ، -9 را تایپ کنید . |
صفحه کار 1 (wp1)> تفاوت 1 (dif1)
1 | در نوار ابزار Work Plane ، روی  Booleans and Partitions کلیک کنید و Difference را انتخاب کنید . |
2 | فقط شی c1 را انتخاب کنید. |
3 | در پنجره تنظیمات برای تفاوت ، بخش تفاوت را پیدا کنید . |
4 | زیربخش اشیاء را برای تفریق پیدا کنید . برای انتخاب دکمه ضامن  فعال کردن انتخاب کلیک کنید . |
5 | فقط اشیاء c2 و r1 را انتخاب کنید. |
6 |  روی Build Selected کلیک کنید . |
یک مستطیل برای مقاومت 100 اهم اضافه کنید.
عنصر توده ای
1 | در نوار ابزار Work Plane ، روی  Rectangle کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای Rectangle ، عنصر Lumped را در قسمت نوشتار Label تایپ کنید . |
3 | قسمت Size and Shape را پیدا کنید . در قسمت متن Width ، 2 را تایپ کنید . |
4 | قسمت Position را پیدا کنید . در قسمت نوشتار xw ، -1 را تایپ کنید . |
5 | در قسمت متن yw ، -8 را تایپ کنید . |
برای خطوط تغذیه میکرواستریپ 50 اهم مستطیل اضافه کنید.
صفحه کار 1 (wp1)> مستطیل 3 (r3)
1 | در نوار ابزار Work Plane ، روی  Rectangle کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای Rectangle ، بخش Size and Shape را پیدا کنید . |
3 | در قسمت متن Width ، 3.2 را تایپ کنید . |
4 | در قسمت متن ارتفاع ، 5 را تایپ کنید . |
5 | قسمت Position را پیدا کنید . از لیست پایه ، مرکز را انتخاب کنید . |
6 | در قسمت متن yw ، 10.5 را تایپ کنید . |
صفحه کار 1 (wp1)> مستطیل 4 (r4)
1 | در نوار ابزار Work Plane ، روی  Rectangle کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای Rectangle ، بخش Size and Shape را پیدا کنید . |
3 | در قسمت متن Width ، 3.2 را تایپ کنید . |
4 | در قسمت متن ارتفاع ، 2 را تایپ کنید . |
5 | قسمت Position را پیدا کنید . در قسمت نوشتار xw ، -7 را تایپ کنید . |
6 | از لیست پایه ، مرکز را انتخاب کنید . |
7 | در قسمت متن yw ، -12 را تایپ کنید . |
صفحه کار 1 (wp1)> مستطیل 5 (r5)
1 | در نوار ابزار Work Plane ، روی  Rectangle کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای Rectangle ، بخش Size and Shape را پیدا کنید . |
3 | در قسمت متن Width ، 3.2 را تایپ کنید . |
4 | در قسمت متن ارتفاع ، 6 را تایپ کنید . |
5 | قسمت Position را پیدا کنید . در قسمت نوشتار xw ، -8.6 را تایپ کنید . |
6 | در قسمت متن yw ، -11 را تایپ کنید . |
7 | قسمت Rotation Angle را پیدا کنید . در قسمت متن چرخش ، -28 را تایپ کنید . |
صفحه کار 1 (wp1)> آینه 1 (mir1)
1 | در نوار ابزار Work Plane ، روی  Transforms کلیک کنید و Mirror را انتخاب کنید . |
2 | فقط اشیاء r4 و r5 را انتخاب کنید. |
3 | در پنجره تنظیمات برای Mirror ، بخش ورودی را پیدا کنید . |
4 | چک باکس Keep input objects را انتخاب کنید . |
برای حذف مرزهای غیر ضروری، اتحادی از همه اشیا به جز مستطیل کوچک برای مقاومت (r2) ایجاد کنید.
صفحه کار 1 (wp1)> اتحادیه 1 (uni1)
1 | در نوار ابزار Work Plane ، روی  Booleans and Partitions کلیک کنید و Union را انتخاب کنید . |
2 | فقط اشیاء dif1 ، mir1(1) ، mir1(2) ، r3 ، r4 و r5 را انتخاب کنید. |
3 | در پنجره تنظیمات برای Union ، بخش Union را پیدا کنید . |
4 | کادر تیک Keep interior borders را پاک کنید . |
5 | در نوار ابزار Work Plane ، روی  Build All کلیک کنید . |
طرح تقسیم کننده قدرت که روی زیرلایه کشیده شده است.
یک کانکتور SMA کواکسیال از کتابخانه قطعه اضافه کنید.
کتابخانه های بخش
1 | در نوار ابزار Home ، روی  Windows کلیک کنید و Part Libraries را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره Model Builder ، روی Geometry 1 کلیک کنید . |
3 | در پنجره Part Libraries ، RF Module>Connectors>connector_sma_flange4 را در درخت انتخاب کنید. |
4 |  روی افزودن به هندسه کلیک کنید . |
هندسه 1
اتصال SMA، فلنج مربعی با چهار سوراخ 1 (pi1)
1 | در پنجره Model Builder ، در قسمت Component 1 (comp1)>Geometry 1 روی SMA Connector، Square Flange with Four Hole 1 (pi1) کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای نمونه قسمت ، قسمت پارامترهای ورودی را پیدا کنید . |
3 | در جدول تنظیمات زیر را وارد کنید: |
نام | اصطلاح | ارزش | شرح |
l_دی الکتریک | 8 [mm] | 8 میلی متر | طول دی الکتریک |
l_pin | 1[mm] | 1 میلی متر | طول پین از فلنج |
4 | قسمت Position and Orientation of Output را پیدا کنید . زیربخش Displacement را پیدا کنید . در قسمت متن yw ، l_subs/2 را تایپ کنید . |
5 | در قسمت متن zw ، 0.635 را تایپ کنید . |
6 | زیربخش چرخش را پیدا کنید . در قسمت متن زاویه چرخش ، -90 را تایپ کنید . |
7 | برای گسترش بخش Domain Selections کلیک کنید . در جدول تنظیمات زیر را وارد کنید: |
نام | نگاه داشتن | فیزیک | کمک به |
همه | √ | هیچ یک | |
دی الکتریک | √ | √ | هیچ یک |
رهبر ارکستر | √ | هیچ یک |
8 | برای گسترش بخش انتخاب مرزها کلیک کنید . در جدول تنظیمات زیر را وارد کنید: |
نام | نگاه داشتن | فیزیک | کمک به |
خارجی | √ | هیچ یک | |
سطح رسانا | √ | √ | هیچ یک |
9 |  روی Build Selected کلیک کنید . |
دو کانکتور SMA دیگر اضافه کنید.
کپی 1 (کپی1)
1 | در نوار ابزار Geometry ، روی  Transforms کلیک کنید و Copy را انتخاب کنید . |
2 | فقط شی pi1 را انتخاب کنید. |
3 | در پنجره تنظیمات برای کپی ، بخش Displacement را پیدا کنید . |
4 | در قسمت متن x ، -7،7 را تایپ کنید . |
چرخش 1 (rot1)
1 | در نوار ابزار Geometry ، روی  Transforms کلیک کنید و Rotate را انتخاب کنید . |
2 | فقط اشیاء copy1(1) و copy1(2) را انتخاب کنید. |
3 | در پنجره تنظیمات برای چرخش ، قسمت چرخش را پیدا کنید . |
4 | در قسمت Angle text عدد 180 را تایپ کنید . |
پیچ
1 | در نوار ابزار Geometry ، روی  Cylinder کلیک کنید . |
یک سیلندر برای پیچ فلزی اضافه کنید.
2 | در پنجره Model Builder ، روی Cylinder 1 (cyl1) کلیک کنید . |
3 | در پنجره تنظیمات سیلندر ، Screw را در قسمت نوشتار برچسب تایپ کنید . |
4 | قسمت Size and Shape را پیدا کنید . در قسمت متن ارتفاع ، 8 را تایپ کنید . |
5 | قسمت Position را پیدا کنید . در قسمت متن x ، -12 را تایپ کنید . |
6 | در قسمت متن y ، -10 را تایپ کنید . |
7 | در قسمت متن z ، -8 را تایپ کنید . |
یک سیلندر برای سر پیچ فلزی اضافه کنید.
سر پیچ
1 | در نوار ابزار Geometry ، روی  Cylinder کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات سیلندر ، Screw head را در قسمت نوشتار Label تایپ کنید . |
3 | قسمت Size and Shape را پیدا کنید . در قسمت متن Radius ، 1.5 را تایپ کنید . |
4 | قسمت Position را پیدا کنید . در قسمت متن x ، -12 را تایپ کنید . |
5 | در قسمت متن y ، -10 را تایپ کنید . |
اتحادیه 1 (uni1)
1 | در نوار ابزار Geometry ، روی  Booleans and Partitions کلیک کنید و Union را انتخاب کنید . |
2 | فقط اشیاء cyl1 و cyl2 را انتخاب کنید. |
3 | در پنجره تنظیمات برای Union ، بخش Union را پیدا کنید . |
4 | کادر تیک Keep interior borders را پاک کنید . |
آرایه 1 (arr1)
1 | در نوار ابزار Geometry ، روی  Transforms کلیک کنید و Array را انتخاب کنید . |
2 | فقط شی uni1 را انتخاب کنید. |
3 | در پنجره تنظیمات آرایه ، بخش Size را پیدا کنید . |
4 | در قسمت متن x اندازه 2 را تایپ کنید . |
5 | در قسمت متنی اندازه y ، 2 را تایپ کنید . |
6 | قسمت Displacement را پیدا کنید . در قسمت متن x ، 24 را تایپ کنید . |
7 | در قسمت متن y عدد 20 را تایپ کنید .  |
دامنه داخل بدنه پیچ بخشی از تحلیل مدل نیست.
تفاوت 1 (dif1)
1 | در نوار ابزار Geometry ، روی  Booleans and Partitions کلیک کنید و Difference را انتخاب کنید . |
2 | فقط اشیاء blk1 و blk2 را انتخاب کنید. |
3 | در پنجره تنظیمات برای تفاوت ، بخش تفاوت را پیدا کنید . |
4 | زیربخش اشیاء را برای تفریق پیدا کنید . برای انتخاب دکمه ضامن  فعال کردن انتخاب کلیک کنید . |
5 | فقط اشیاء arr1(1،1،1) ، arr1(1،2،1) ، arr1(2،1،1) و arr1(2،2،1) را انتخاب کنید. |
6 |  روی Build All Objects کلیک کنید . |
تعاریف
مشاهده 1
برخی از مرزها را سرکوب کنید تا هنگام تنظیم فیزیک و مش، دیدی از فضای داخلی داشته باشید.
پنهان کردن برای فیزیک 1
1 | در پنجره Model Builder ، گره Component 1 (comp1)>Definitions را گسترش دهید . |
2 | روی View 1 کلیک راست کرده و Hide for Physics را انتخاب کنید . |
3 | در پنجره تنظیمات برای پنهان کردن فیزیک ، قسمت انتخاب موجودیت هندسی را پیدا کنید . |
4 | از لیست سطح نهاد هندسی ، Boundary را انتخاب کنید . |
5 | فقط مرزهای 7، 8 و 10 را انتخاب کنید.  |
حالا، فیزیک را تنظیم کنید.
امواج الکترومغناطیسی، دامنه فرکانس (EMW)
هادی الکتریکی کامل 1
هادی الکتریکی کامل به طور پیش فرض برای تمام مرزهای بیرونی اعمال می شود. پس از محدود کردن واسط امواج الکترومغناطیسی، دامنه فرکانس به حوزه مدل، این مرزهای بیرونی شامل پیچ‌های فلزی است. یک شرط مرزی انتقالی را به خط میکرواستریپ و سطح زمین بستر اضافه کنید.
شرایط مرزی انتقال 1
1 | در پنجره Model Builder ، روی امواج الکترومغناطیسی ، دامنه فرکانس (emw) کلیک راست کرده و گزینه Transition Boundary Condition را انتخاب کنید . |
2 | فقط مرزهای 6 و 80 را انتخاب کنید. |
3 | در پنجره تنظیمات برای شرایط مرزی انتقال ، بخش شرایط مرزی انتقال را پیدا کنید . |
4 | در قسمت متن d 35[um] را تایپ کنید . |
هادی الکتریکی کامل 2
1 | در نوار ابزار Physics ، روی  Boundaries کلیک کنید و Perfect Electric Conductor را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره Settings for Perfect Electric Conductor ، قسمت Boundary Selection را پیدا کنید . |
3 | از لیست انتخاب ، سطح رسانا ( اتصال SMA ، فلنج مربع با چهار سوراخ 1) را انتخاب کنید . |
با شرایط بندر Lumped ادامه دهید.
پورت انجماد 1
1 | در نوار ابزار Physics ، روی  Boundaries کلیک کنید و Lumped Port را انتخاب کنید . |
2 | فقط Boundary 160 را انتخاب کنید.  |
3 | در پنجره تنظیمات برای پورت توده ای ، قسمت ویژگی های پورت توده ای را پیدا کنید . |
4 | از لیست نوع پورت یکپارچه ، Coaxial را انتخاب کنید . |
برای پورت اول، تحریک موج به طور پیش فرض روشن است .
پورت 2 جمع شده
1 | در نوار ابزار Physics ، روی  Boundaries کلیک کنید و Lumped Port را انتخاب کنید . |
2 | فقط Boundary 75 را انتخاب کنید.  |
3 | در پنجره تنظیمات برای پورت توده ای ، قسمت ویژگی های پورت توده ای را پیدا کنید . |
4 | از لیست نوع پورت یکپارچه ، Coaxial را انتخاب کنید . |
پورت 3 برآمده
1 | در نوار ابزار Physics ، روی  Boundaries کلیک کنید و Lumped Port را انتخاب کنید . |
2 | فقط Boundary 242 را انتخاب کنید.  |
3 | در پنجره تنظیمات برای پورت توده ای ، قسمت ویژگی های پورت توده ای را پیدا کنید . |
4 | از لیست نوع پورت یکپارچه ، Coaxial را انتخاب کنید . |
یک عنصر توده ای برای مقاومت 100 Ω اضافه کنید .
المنت 1
1 | در نوار ابزار Physics ، روی  Boundaries کلیک کنید و Lumped Element را انتخاب کنید . |
2 | فقط Boundary 164 را انتخاب کنید.  |
3 | در پنجره Settings برای Lumped Element ، بخش Settings را پیدا کنید . |
4 | در قسمت متن عنصر Z ، 100[ohm] را تایپ کنید . |
مواد
در مرحله بعد، خواص مواد را تعیین کنید. ابتدا هوا را برای همه دامنه ها مشخص کنید.
مواد را اضافه کنید
1 | در نوار ابزار Home ، روی  Add Material کلیک کنید تا پنجره Add Material باز شود . |
2 | به پنجره Add Material بروید . |
3 | در درخت، Built-in>Air را انتخاب کنید . |
4 | روی Add to Component در نوار ابزار پنجره کلیک کنید . |
5 | در درخت، Built-in>Copper را انتخاب کنید . |
6 | روی Add to Component در نوار ابزار پنجره کلیک کنید . |
7 | در نوار ابزار Home ، روی  Add Material کلیک کنید تا پنجره Add Material بسته شود . |
مواد
مس (mat2)
1 | در پنجره تنظیمات برای مواد ، قسمت انتخاب موجودیت هندسی را پیدا کنید . |
2 | از لیست سطح نهاد هندسی ، Boundary را انتخاب کنید . |
3 | فقط مرزهای 6 و 80 را انتخاب کنید. |
مواد را برای حوزه های زیرلایه با ماده دی الکتریک ε r = 3.38 نادیده بگیرید.
لایه
1 | در پنجره Model Builder ، روی Materials کلیک راست کرده و Blank Material را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات مواد ، Substrate را در قسمت نوشتار Label تایپ کنید . |
3 | فقط دامنه 2 را انتخاب کنید. |
4 | قسمت محتوای مواد را پیدا کنید . در جدول تنظیمات زیر را وارد کنید: |
ویژگی | متغیر | ارزش | واحد | گروه اموال |
مجوز نسبی | epsilonr_iso ; epsilonrii = epsilonr_iso، epsilonrij = 0 | 3.38 | 1 | پایه ای |
نفوذپذیری نسبی | mur_eye ; murii = mur_iso، murij = 0 | 1 | 1 | پایه ای |
رسانایی الکتریکی | sigma_iso ; sigmaii = sigma_iso، sigmaij = 0 | 0 | S/m | پایه ای |
به طور مشابه، حوزه های دی الکتریک هم محور را با ماده ε r = 2.1 نادیده بگیرید.
PTFE
1 | روی Materials کلیک راست کرده و Blank Material را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات مواد ، PTFE را در قسمت نوشتار برچسب تایپ کنید . |
3 | قسمت انتخاب موجودیت هندسی را پیدا کنید . از لیست انتخاب ، دی الکتریک ( اتصال SMA ، فلنج مربع با چهار سوراخ 1) را انتخاب کنید . |
4 | قسمت محتوای مواد را پیدا کنید . در جدول تنظیمات زیر را وارد کنید: |
ویژگی | متغیر | ارزش | واحد | گروه اموال |
مجوز نسبی | epsilonr_iso ; epsilonrii = epsilonr_iso، epsilonrij = 0 | 2.1 | 1 | پایه ای |
نفوذپذیری نسبی | mur_eye ; murii = mur_iso، murij = 0 | 1 | 1 | پایه ای |
رسانایی الکتریکی | sigma_iso ; sigmaii = sigma_iso، sigmaij = 0 | 0 | S/m | پایه ای |
مش 1
در پنجره Model Builder ، در قسمت Component 1 (comp1) روی Mesh 1 کلیک راست کرده و Build All را انتخاب کنید .
مطالعه 1
در نوار ابزار صفحه اصلی ، روی محاسبه کلیک کنید .
روی محاسبه کلیک کنید .نتایج
میدان الکتریکی (emw)
نمودار پیش فرض توزیع هنجار میدان E را نشان می دهد.
1 | در پنجره Settings for 3D Plot Group ، بخش Data را پیدا کنید . |
2 | از لیست مقدار پارامتر (فرکانس (گیگاهرتز)) ، 3 را انتخاب کنید . |
چند برش
1 | در پنجره Model Builder ، گره Electric Field (emw) را گسترش دهید . |
2 | روی Multislice کلیک راست کرده و Disable را انتخاب کنید . |
جلد 1
1 | در پنجره Model Builder ، روی Electric Field (emw) کلیک راست کرده و Volume را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای حجم ، قسمت Coloring and Style را پیدا کنید . |
3 |  روی تغییر جدول رنگ کلیک کنید . |
4 | در کادر محاوره ای Color Table ، Aurora>AuroraBorealis را در درخت انتخاب کنید. |
5 | روی OK کلیک کنید . |
انتخاب 1
1 | روی جلد 1 کلیک راست کرده و Selection را انتخاب کنید . |
2 | فقط دامنه 2 را انتخاب کنید. |
سطح 1
1 | در پنجره Model Builder ، روی Electric Field (emw) کلیک راست کرده و Surface را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای Surface ، بخش Coloring and Style را پیدا کنید . |
3 |  روی تغییر جدول رنگ کلیک کنید . |
4 | در کادر محاوره ای جدول رنگ ، Aurora>AuroraAustralis را در درخت انتخاب کنید. |
5 | روی OK کلیک کنید . |
6 | در پنجره تنظیمات برای Surface ، بخش Coloring and Style را پیدا کنید . |
7 | تیک Color legend را پاک کنید . |
انتخاب 1
1 | روی Surface 1 کلیک راست کرده و Selection را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای انتخاب ، قسمت انتخاب را پیدا کنید . |
3 | از لیست انتخاب ، سطح رسانا ( اتصال SMA ، فلنج مربع با چهار سوراخ 1) را انتخاب کنید . |
میدان الکتریکی (emw)
1 | در پنجره Model Builder ، در قسمت Results روی Electric Field (emw) کلیک کنید . |
2 | در پنجره Settings for 3D Plot Group ، قسمت Plot Settings را پیدا کنید . |
3 | از لیست رنگ ، خاکستری را انتخاب کنید . |
نمودار حاصل، میدان E را به طور مساوی بین پورت 2 و پورت 3 تقسیم می کند. با شکل 2 مقایسه کنید .
پارامتر S (emw)
نمودار بازتولید شده پارامترهای S محاسبه شده را نشان می دهد. با شکل 3 مقایسه کنید .
طرح اسمیت (emw)
همان مدل را با وضوح فرکانس بسیار ظریف‌تر با استفاده از جابجایی فرکانس تطبیقی بر اساس ارزیابی شکل موج مجانبی (AWE) تحلیل کنید. هنگامی که یک دستگاه یک پاسخ فرکانسی به آرامی متغیر ارائه می دهد، روش AWE زمان حل سریع تری را هنگام اجرای شبیه سازی در بسیاری از نقاط فرکانس ارائه می دهد. مثال زیر با جابجایی فرکانس تطبیقی را می توان 10 برابر سریعتر از جاروهای دامنه فرکانس معمولی با وضوح فرکانس یکسان محاسبه کرد.
امواج الکترومغناطیسی، دامنه فرکانس (EMW)
پورت انجماد 1
1 | در پنجره Model Builder ، در قسمت Component 1 (comp1)>Electromagnetic Waves، Frequency Domain (emw) روی Lumped Port 1 کلیک کنید . |
2 | در پنجره Settings for Lumped Port ، بخش Boundary Selection را پیدا کنید . |
3 |  روی ایجاد انتخاب کلیک کنید . |
4 | در کادر محاوره ای Create Selection ، در قسمت متن Selection name، Port 1 Lumped را تایپ کنید . |
5 | روی OK کلیک کنید . |
پورت 2 جمع شده
1 | در پنجره Model Builder ، روی Lumped Port 2 کلیک کنید . |
2 | در پنجره Settings for Lumped Port ، بخش Boundary Selection را پیدا کنید . |
3 |  روی ایجاد انتخاب کلیک کنید . |
4 | در کادر محاوره ای Create Selection ، در قسمت متن Selection name، Port 2 Lumped را تایپ کنید . |
5 | روی OK کلیک کنید . |
پورت 3 برآمده
1 | در پنجره Model Builder ، روی Lumped Port 3 کلیک کنید . |
2 | در پنجره Settings for Lumped Port ، بخش Boundary Selection را پیدا کنید . |
3 |  روی ایجاد انتخاب کلیک کنید . |
4 | در کادر محاوره ای Create Selection ، در قسمت متن Selection name، Port 3 Lumped را تایپ کنید . |
5 | روی OK کلیک کنید . |
اضافه کردن مطالعه
1 | در نوار ابزار Home ، روی  Add Study کلیک کنید تا پنجره Add Study باز شود . |
2 | به پنجره Add Study بروید . |
3 | زیربخش مطالعات را پیدا کنید . در درخت انتخاب مطالعه ، مطالعات پیش‌فرض برای واسط‌های فیزیک انتخاب شده > جابجایی فرکانس تطبیقی را انتخاب کنید . |
4 | روی Add Study در نوار ابزار پنجره کلیک کنید . |
5 | در نوار ابزار Home ، روی  Add Study کلیک کنید تا پنجره Add Study بسته شود . |
مطالعه 2
مرحله 1: جابجایی فرکانس تطبیقی
1 | در پنجره تنظیمات برای جابجایی فرکانس تطبیقی ، بخش تنظیمات مطالعه را پیدا کنید . |
2 | در قسمت متن فرکانس ها محدوده (2[GHz],10[MHz],4[GHz]) را تایپ کنید . |
از وضوح فرکانس پنج برابر بهتر استفاده کنید.
3 | از لیست نوع عبارت AWE ، User controlled را انتخاب کنید . |
4 | در جدول تنظیمات زیر را وارد کنید: |
عبارات ارزیابی شکل موج مجانبی (AWE). |
abs(comp1.emw.S11) |
یک منحنی ارزش اسکالر که به آرامی متغیر است برای عبارات AWE به خوبی کار می کند. برای این مدل از abs(comp1.emw.S11) استفاده کنید .
5 | در قسمت متنی Relative tolerance ، 0.1 را تایپ کنید . |
یک مقدار تحمل نسبی متوسط ممکن است با کاهش دقت، محاسبات را تسریع کند. برای نمونه سازی سریع، ارزش امتحان کردن را دارد.
از آنجایی که چنین مرحله فرکانس خوبی راه حلی با حافظه فشرده ایجاد می کند، اندازه فایل مدل با ذخیره شدن به شدت افزایش می یابد. زمانی که فقط پاسخ فرکانسی متغیرهای مربوط به پورت مورد توجه است، لازم نیست همه راه حل های میدانی ذخیره شوند. با انتخاب کادرهای ذخیره در خروجی در Values of Dependent Variablesبخش، ما می توانیم بخشی از مدل را که راه حل محاسبه شده در آن ذخیره می شود، کنترل کنیم. ما فقط انتخابی حاوی این مرزها را در جایی که متغیرهای پورت محاسبه می‌شوند، اضافه می‌کنیم. اندازه پورت یکپارچه معمولاً در مقایسه با کل دامنه مدل‌سازی بسیار کوچک است، و اندازه فایل ذخیره‌شده با مرحله فرکانس خوب کم و بیش اندازه مدل جاروب فرکانس گسسته معمولی است، زمانی که تنها راه‌حل‌های مرزهای پورت ذخیره می‌شوند.
6 | قسمت Values of Dependent Variables را پیدا کنید . فیلدهای Store را در زیربخش خروجی پیدا کنید . از لیست تنظیمات ، برای انتخاب ها را انتخاب کنید . |
7 | در قسمت Selections ، روی  افزودن کلیک کنید . |
8 | در کادر محاوره‌ای افزودن ، در فهرست انتخاب‌ها ، پورت 1 ، پورت برآمده 2 و پورت برآمده 3 را انتخاب کنید . |
9 | روی OK کلیک کنید .  |
برای محاسبه پارامترهای S لازم است که مرزهای پورت یکپارچه نیز لحاظ شود. با انتخاب تنها مرزهای پورت یکپارچه برای فیلدهای Store در تنظیمات خروجی، می توان حجم فایل مدل را بسیار کاهش داد.
10 | در نوار ابزار صفحه اصلی ،  روی محاسبه کلیک کنید . |
نتایج
چند برش
1 | در پنجره Model Builder ، گره Electric Field (emw) 1 را گسترش دهید . |
2 | روی Results>Electric Field (emw) 1>Multislice کلیک راست کرده و Delete را انتخاب کنید . |
سطح 1
در پنجره Model Builder ، روی Electric Field (emw) 1 راست کلیک کرده و Surface را انتخاب کنید .
انتخاب 1
1 | در پنجره Model Builder ، روی Surface 1 کلیک راست کرده و Selection را انتخاب کنید . |
2 | فقط مرزهای 75، 160 و 242 را انتخاب کنید. |
فقط راه‌حل‌های مربوط به مرزهای پورت یکپارچه در دسترس هستند.
3 | در نوار ابزار Electric Field (emw) 1 ، روی  Plot کلیک کنید . |
پارامتر S (emw) 1
1 | در پنجره Model Builder ، در بخش Results روی S-parameter (emw) 1 کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای گروه طرح 1 بعدی ، قسمت Legend را پیدا کنید . |
3 | از لیست موقعیت ، پایین سمت راست را انتخاب کنید . |
جهانی 1
1 | در پنجره Model Builder ، گره S-parameter (emw) 1 را گسترش دهید ، سپس روی Global 1 کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای جهانی ، بخش y-Axis Data را پیدا کنید . |
3 | در جدول تنظیمات زیر را وارد کنید: |
اصطلاح | واحد | شرح |
emw.S11dB | 1 | جابجایی فرکانس تطبیقی S11 |
emw. S21dB | 1 | جابجایی فرکانس تطبیقی S21 |
emw. S31dB | 1 | جابجایی فرکانس تطبیقی S31 |
جهانی 2
1 | روی Results>S-parameter (emw) 1>Global 1 راست کلیک کرده و Duplicate را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای جهانی ، بخش y-Axis Data را پیدا کنید . |
3 | در جدول تنظیمات زیر را وارد کنید: |
اصطلاح | واحد | شرح |
emw.S11dB | 1 | S11 Sweep منظم |
emw. S21dB | 1 | S21 Sweep منظم |
emw. S31dB | 1 | S31 Sweep منظم |
4 | قسمت Data را پیدا کنید . از فهرست مجموعه داده ، مطالعه 1/راه حل 1 (sol1) را انتخاب کنید . |
5 | برای گسترش بخش Coloring and Style کلیک کنید . زیربخش Line style را پیدا کنید . از لیست خط ، نقطه نقطه را انتخاب کنید . |
6 | زیربخش نشانگرهای خط را پیدا کنید . از لیست نشانگر ، چرخه را انتخاب کنید . |
7 | در نوار ابزار S-parameter (emw) 1 ، روی  Plot کلیک کنید . |
طرح اسمیت (emw) 1
