 |
H-Bend Waveguide 2D
معرفی
این مثال یک نسخه دو بعدی از H-Bend Waveguide 3D است که نحوه مدل‌سازی یک موجبر مستطیلی خمشی را برای مایکروویو نشان می‌دهد. برای معرفی کلی، مدل H-Bend Waveguide 3D را ببینید .
ابعاد موجبر و محدوده فرکانس استفاده شده در این مثال به گونه ای است که TE 10 حالت تک انتشار است. در این حالت، اگر خمش در صفحه xy باشد ، میدان الکتریکی فقط دارای یک جزء z است که به علاوه مستقل از مختصات z است . این امکان تنظیم و حل مدل را در هندسه دو بعدی فراهم می کند.
تعریف مدل
هندسه در نظر گرفته شده یک سطح مقطع xy از هندسه سه بعدی است، همانطور که در شکل 1 مشاهده می شود . این شکل همچنین تنظیمات متریال و مرزی را که مانند مدل سه بعدی است، خلاصه می کند. مزیت اصلی راه اندازی مدل به صورت دو بعدی این است که بسیار سریعتر حل می شود و از حافظه کمتری استفاده می کند. در نتیجه، این نسخه از مثال بر نیاز به انطباق مش با طول موج تاکید نمی کند، بلکه به سادگی به شما امکان می دهد مشی را اعمال کنید که به اندازه کافی ظریف است.
شکل 1: هندسه مثال.
مثال‌ها همچنین استفاده از مطالعه جابجایی منبع دامنه فرکانس را نشان می‌دهد که جابجایی پورت سریع را حل می‌کند. این مرحله مطالعه به حل یک مطالعه حوزه فرکانس کمک می‌کند که در بین پورت‌ها و پورت‌های یکپارچه با محاسبه یک ماتریس پارامتر S کامل است.
نتایج و بحث
شکل 2 هنجار میدان الکتریکی را در یکی از فرکانس هایی که خمش دارای تشدید است نشان می دهد. عدم وجود الگوی موج در بخش ورودی نشان می دهد که انتقال تقریباً کامل است.
شکل 2: هنجار میدان الکتریکی در فرکانس 4.225 گیگاهرتز.
شکل 3 پارامترهای S را در مقیاس دسی بل نشان می دهد. نتیجه به خوبی با مدل سه بعدی مطابقت دارد. موجبر باند h غیرفعال و متقابل است و ماتریس کامل پارامتر S که در فرکانس 5.1 گیگاهرتز محاسبه شده است متقارن است.
شکل 3: پارامترهای S، در مقیاس دسی بل، به عنوان توابع فرکانس.
مسیر کتابخانه برنامه: RF_Module/Transmission_Lines_and_Waveguides/h_bend_waveguide_2d
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  2D 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 (4[GHz],25[MHz],5.2[GHz]) را تایپ کنید . |
هندسه 1
دایره 1 (c1)
1 | در نوار ابزار Geometry ، روی  Circle کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات دایره ، بخش اندازه و شکل را پیدا کنید . |
3 | در قسمت متن Radius ، 0.08 را تایپ کنید . |
دایره 2 (c2)
1 | در نوار ابزار Geometry ، روی  Circle کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات دایره ، بخش اندازه و شکل را پیدا کنید . |
3 | در قسمت متن Radius ، 0.04 را تایپ کنید . |
مربع 1 (مربع 1)
1 | در نوار ابزار هندسه ، روی  مربع کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات مربع ، بخش Size را پیدا کنید . |
3 | در قسمت متن Side length 0.08 را تایپ کنید . |
4 | قسمت Position را پیدا کنید . در قسمت متن y ، -0.08 را تایپ کنید . |
ترکیب 1 (co1)
1 | در نوار ابزار Geometry ، روی  Booleans and Partitions کلیک کنید و Compose را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره Graphics کلیک کنید و سپس Ctrl+A را فشار دهید تا همه اشیا انتخاب شوند. |
3 | در پنجره تنظیمات برای نوشتن ، بخش نوشتن را پیدا کنید . |
4 | در قسمت متن فرمول تنظیم ، sq1*(c1-c2) را تایپ کنید . |
مستطیل 1 (r1)
1 | در نوار ابزار Geometry ، روی  Rectangle کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای Rectangle ، بخش Size and Shape را پیدا کنید . |
3 | در قسمت متن Width ، 0.04 را تایپ کنید . |
4 | در قسمت متن ارتفاع ، 0.1 را تایپ کنید . |
5 | قسمت Position را پیدا کنید . در قسمت متن x ، 0.04 را تایپ کنید . |
مستطیل 2 (r2)
1 | در نوار ابزار Geometry ، روی  Rectangle کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای Rectangle ، بخش Size and Shape را پیدا کنید . |
3 | در قسمت متن Width ، 0.1 را تایپ کنید . |
4 | در قسمت متن ارتفاع ، 0.04 را تایپ کنید . |
5 | قسمت Position را پیدا کنید . در قسمت متن x ، -0.1 را تایپ کنید . |
6 | در قسمت متن y ، -0.08 را تایپ کنید . |
7 |  روی Build All Objects کلیک کنید . |
8 |  روی دکمه Zoom Extents در نوار ابزار Graphics کلیک کنید . |
مواد
هوا
1 | در پنجره Model Builder ، در قسمت Component 1 (comp1) روی Materials راست کلیک کرده و Blank Material را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای مواد ، Air را در قسمت متن برچسب تایپ کنید . |
3 | فقط دامنه های 1 و 3 را انتخاب کنید. |
4 | برای گسترش بخش Material Properties کلیک کنید . در درخت خواص مواد ، مدل‌های الکترومغناطیسی > ضریب شکست> ضریب شکست ، بخش واقعی (n) را انتخاب کنید . |
5 |  روی افزودن به مواد کلیک کنید . |
6 | قسمت محتوای مواد را پیدا کنید . در جدول تنظیمات زیر را وارد کنید: |
ویژگی | متغیر | ارزش | واحد | گروه اموال |
ضریب شکست، قسمت واقعی | n_iso ; nii = n_iso، nij = | 1 | 1 | ضریب شکست |
شیشه سیلیکا
1 | روی Materials کلیک راست کرده و Blank Material را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات مواد ، Silica Glass را در قسمت نوشتار Label تایپ کنید . |
3 | فقط دامنه 2 را انتخاب کنید. |
4 | برای گسترش بخش Material Properties کلیک کنید . در درخت خواص مواد ، مدل‌های الکترومغناطیسی > ضریب شکست> ضریب شکست ، بخش واقعی (n) را انتخاب کنید . |
5 |  روی افزودن به مواد کلیک کنید . |
6 | قسمت محتوای مواد را پیدا کنید . در جدول تنظیمات زیر را وارد کنید: |
ویژگی | متغیر | ارزش | واحد | گروه اموال |
ضریب شکست، قسمت واقعی | n_iso ; nii = n_iso، nij = | 1.44 | 1 | ضریب شکست |
امواج الکترومغناطیسی، دامنه فرکانس (EMW)
با امواج TE، فقط جزء z میدان الکتریکی باید حل شود.
1 | در پنجره Model Builder ، در قسمت Component 1 (comp1) روی امواج الکترومغناطیسی ، دامنه فرکانس (emw) کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای امواج الکترومغناطیسی ، دامنه فرکانس ، قسمت Components را پیدا کنید . |
3 | از اجزای میدان الکتریکی حل شده برای لیست، بردار خارج از صفحه را انتخاب کنید . |
معادله موج، الکتریک 1
1 | در پنجره Model Builder ، در قسمت Component 1 (comp1)>Electromagnetic Waves، Frequency Domain (emw) روی Wave Equation, Electric 1 کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای معادله موج ، Electric ، بخش Electric Displacement Field را پیدا کنید . |
3 | از لیست مدل میدان جابجایی الکتریکی ، ضریب شکست را انتخاب کنید . |
شرایط مرزی پیش‌فرض رسانای الکتریکی کامل است که برای همه مرزهای بیرونی به جز پورت‌ها مناسب است. نرم افزار به طور خودکار تداوم را بر مرزهای داخلی تحمیل می کند.
پورت 1
1 | در نوار ابزار Physics ، روی  Boundaries کلیک کنید و Port را انتخاب کنید . |
2 | فقط مرز 1 را انتخاب کنید. |
3 | در پنجره تنظیمات پورت ، قسمت ویژگی های پورت را پیدا کنید . |
4 | از لیست نوع پورت ، Rectangular را انتخاب کنید . |
برای پورت اول، تحریک موج به طور پیش فرض روشن است .
پورت 2
1 | در نوار ابزار Physics ، روی  Boundaries کلیک کنید و Port را انتخاب کنید . |
2 | فقط مرز 7 را انتخاب کنید. |
3 | در پنجره تنظیمات پورت ، قسمت ویژگی های پورت را پیدا کنید . |
4 | از لیست نوع پورت ، Rectangular را انتخاب کنید . |
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 هنجار میدان الکتریکی را برای بالاترین فرکانس، 5.2 گیگاهرتز نشان می دهد. برای بررسی شباهت راه حل به نسخه سه بعدی، سعی کنید فرکانس را در جایی که انتظار اوج انتقال را دارید ترسیم کنید.
1 | در پنجره Settings for 2D Plot Group ، بخش Data را پیدا کنید . |
2 | از لیست مقدار پارامتر (فرکانس (گیگاهرتز)) ، 4.225 را انتخاب کنید . |
3 | در نوار ابزار Electric Field (emw) ، روی  Plot کلیک کنید . |
در نهایت پارامترهای S را رسم کنید.
جهانی 1
1 | در پنجره Model Builder ، گره Results>S-parameter (emw) را گسترش دهید ، سپس روی Global 1 کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای جهانی ، برای گسترش بخش Coloring and Style کلیک کنید . |
3 | زیربخش نشانگرهای خط را پیدا کنید . از لیست نشانگر ، چرخه را انتخاب کنید . |
4 | از لیست موقعیت یابی ، Interpolated را انتخاب کنید . |
5 | در نوار ابزار S-parameter (emw) ، روی  Plot کلیک کنید . |
طرح اسمیت (emw)
در مرحله بعد، یک مرحله مطالعه برای حل یک مطالعه دامنه فرکانس که بر روی پورت‌ها قرار دارد را برای استخراج یک ماتریس کامل پارامتر S اضافه 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 مطالعه انتخاب ، مطالعات پیش‌فرض برای واسط‌های فیزیک انتخاب شده > جابجایی منبع دامنه فرکانس 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 منبع دامنه فرکانس
1 | در پنجره تنظیمات برای جابجایی منبع دامنه فرکانس ، بخش تنظیمات مطالعه را پیدا کنید . |
2 | در قسمت متن فرکانس ، 5.1[GHz] را تایپ کنید . |
3 | در نوار ابزار صفحه اصلی ،  روی محاسبه کلیک کنید . |
نتایج
پارامتر S (emw)
ماتریس پارامتر S کامل ارزیابی شده را مرور کنید. از آنجایی که دستگاه غیرفعال و متقابل است، ماتریس محاسبه شده نیز متقارن است.
