 |
یک فیلتر حفره حالت فانی با فرکانس کمتر از فرکانس تشدید غالب یک حفره فلزی تشدید می شود. چنین رزونانس حالت ناپایدار را می توان با ایجاد یک ناپیوستگی یا راکتانس در داخل حفره تحقق بخشید.
شکل 1: یک فیلتر حفره ای با حالت فانی. سیگنال تغذیه شده از یک خط میکرواستریپ به داخل حفره استوانه ای که با یک حلقه PTFE بارگذاری شده است، متصل می شود.
که در آن a و d به ترتیب شعاع و طول استوانه هستند و p’nm ریشه m تابع بسل J ‘ n (x) است . حالت TE 111 حالت TE غالب تشدید کننده حفره استوانه ای است و برای حفره ای با شعاع 25 میلی متر و ارتفاع 100 میلی متر این رزونانس در 3.823 گیگاهرتز است. نقطه شروع این مثال محاسبه (در اینجا ارائه نشده) فرکانس تشدید حالت TE 111 یک حفره استوانه ای خالی و تأیید بعدی مطابقت با راه حل تحلیلی بود.
سپس این مدل پایه با افزودن یک جعبه فلزی در دو انتها که نمایانگر یک محفظه است، اصلاح شد. در داخل یک بستر دی الکتریک و یک خط میکرواستریپ وجود دارد که شکافی به داخل حفره متصل شده است. این نشان دهنده ورودی و خروجی دستگاه است.
شکاف‌ها در مرکز انتهای حفره قرار دارند تا میدان‌های متقارن ایجاد کنند و همچنین موازی یکدیگر هستند تا میدان‌های تزریق‌شده را به حداکثر برسانند. اندازه شکاف ها به گونه ای تنظیم شده اند که تطابق بهتری با امپدانس مشخصه مرجع تخصیص داده شده بر روی پورت ها فراهم کنند. این مدل از پورت های توده ای برای تحریک ساختار استفاده می کند. انتهای هر خط میکرواستریپ روی شکاف ها کوتاه می شود تا فیلدها از خطوط میکرواستریپ از طریق شکاف ها جفت شوند و بالعکس. حفره تا حدی با حلقه ای از PTFE پر شده است، ε r = 2.1، که باعث می شود فرکانس تشدید به پایین جابجا شود.
شکل 2 پاسخ فرکانسی حفره را نشان می دهد. حلقه دی الکتریک باعث می شود فرکانس تشدید به 3.53 گیگاهرتز کاهش یابد . این مثال نشان می دهد که فرکانس مرکزی دستگاه را می توان بدون افزایش اندازه کاهش داد، در حالی که از دست دادن درج هنوز به خوبی یک حفره پر از هوا است. توزیع میدان الکتریکی در شکل 3 یک حالت تشدید اولیه را نشان می دهد و لوله دی الکتریک داخل حفره توزیع را به طور قابل توجهی تحریف نمی کند.
شکل 2: پاسخ فرکانسی فیلتر ویژگی های فیلتر باند گذر را نشان می دهد. فرکانس مرکزی کمتر از فرکانس تشدید حالت غالب حفره فلزی است.
شکل 3: لوله دی الکتریک داخل حفره توزیع میدان الکتریکی را در رزونانس به طور قابل توجهی تحریف نمی کند.
شرط مرزی پیش‌فرض رسانای الکتریکی کامل است که برای تمام مرزهای بیرونی اعمال می‌شود. یک شرایط رسانای الکتریکی کامل را به مرزهای باقیمانده حفره اختصاص دهید.
1 |
با کپی کردن متن ’21, 28, 35 و 42’، کلیک کردن در کادر انتخاب و سپس فشار دادن Ctrl+V یا با استفاده از کادر محاوره ای Paste Selection، می توانید این کار را به راحتی انجام دهید.
1 |
در پنجره Model Builder ، در قسمت Component 1 (comp1) روی Mesh 1 کلیک راست کرده و Build All را انتخاب کنید .
نمودار پیش فرض هنجار میدان الکتریکی را برای بالاترین فرکانس نشان می دهد. دستورالعمل ها را برای بازتولید شکل 3 دنبال کنید .
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 پاسخ فرکانس متفاوتی را ارائه می دهد، AWE زمان حل سریع تری را هنگام اجرای شبیه سازی در بسیاری از نقاط فرکانس ارائه می دهد. مثال زیر با AWE را می توان 50 برابر سریعتر از جاروهای دامنه فرکانس معمولی با وضوح فرکانس یکسان محاسبه کرد.
1 |
3 |
یک منحنی ارزش اسکالر که به آرامی متغیر است برای عبارات AWE به خوبی کار می کند. وقتی نوع بیان AWE روی Physics کنترل شده در تنظیمات مطالعه جابجایی فرکانس تطبیقی تنظیم می‌شود ، abs(comp1.emw.S21) به‌طور خودکار برای دستگاه‌های دو پورت استفاده می‌شود.
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 فقط راه‌حل‌های مرزهای پورت یکپارچه ذخیره می‌شوند.
3 |
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.
5 |
