RF模块零件库:一种更轻松的RF设备模型的方法

作者图像

经过Jiyoun Munn

2019年3月28日

在实验室中使用网络分析仪测量电路的S参数时,进行了校准,以提取电路的纯特性,而无需测量设备和电缆。但是,该校准将电缆端到头视为端到端,而连接器安装在电路上,而模拟模型则排除了连接器,以使计算简单快速。说我们只想研究电路的响应,例如模拟模型设置,而没有连接器。但是如何?

接近现实,数值分析越可靠

为了准确描述上面示例中提到的实验室测量值,仿真模型需要包括连接器。每当您要建模多层设备时,都会构建这种类型的几何形状。取而代之的是,在设备设计人员和测试工程师中普遍使用的预定义几何形状将很容易克服这一障碍。

RF模块是ComsolMultiphysics®软件的附加组件,包括用于高频电磁仿真的专业功能,包括由许多标准零件和几何形状组成的零件库。每个部分都有可控的参数,因此您可以更改几何配置和预定义的选择,可用于更新物理设置,材料属性,求解器设置和后处理操作。

RF建模中经常使用的一些几何形状包括:

  • 各种类型的连接器
  • 表面安装设备
  • 波导

带有SMA连接器的RF模块部分库的屏幕截图。
将零件添加到几何形状时,零件库窗口。

在SMA连接器的几何形状中添加了几个零件。
零件添加到零件后的视图几何学节点:边缘启动连接器,两孔法兰SMA连接器,PCB安装SMA连接器和90度弯曲WR28矩形波导。

这些部分是部分参数化的复合形状,可用于电路和天线模拟。每个部分的预定义选择(一组边界)有助于设置物理,尤其是用于导电或有损金属边界。使用这些零件的好处是,您不必从头开始创建几何形状,从而节省了大量时间。

让我们介绍两个例子……

使用SMA连接器将测试设备桥接到测量设备

SMA连接器的运作良好,因为同轴电缆和印刷电路板(PCB)之间的过渡。在微波应用中测量RF信号时,它们通常在实验室中使用。

RF Part库中提供了三种类型的SMA连接器。每个部分中的参数化部分使您可以对其形状和大小进行任何编辑,以便它们符合设计规格。

从部分库导入的SMA连接器的设置。
从零件库导入的四孔法兰SMA连接器的设置窗口。仅通过更改参数来制作几何形状的不同形状。

不同类型的SMA连接器模型。
具有不同输入参数的各种四孔SMA连接器。

零件几何形状的初始位置和方向尚未准备好用于设备的任意设计。取而代之的是,这些参数可以轻松地在零件的设置窗口中调整并快速部署在设备上。

几个应用程序库示例使用RF模块零件库中的SMA连接器,在设置模型的同时提供了更多便利性。(这些示例的应用程序库链接在本文的末尾列出。)

分支线耦合器模型利用几何零件。
由几何零件创建的Wilkinson Power Sivider模型。

左:分支线耦合器上的两孔法兰SMA连接器。右:Wilkinson Power Sivider上的四孔法兰SMA连接器。

用边缘发射连接器抑制在毫米波设备中抑制不良损失

当工作频率接近毫米波范围时,常规的SMA连接器会遭受辐射,插入损失和阻抗不匹配的问题。可以使用无焊接的,按型连接器来克服这些缺陷。

一个特殊的设计机制边缘启动连接器使其部署非常适合毫米波应用5G和卫星通讯(SATCOM)。

RF模块部分库中可用的边缘启动连接器。
RF模块部分库中的各种边缘启动连接器。它们的特征是最高的应用频率和机械轮廓。

GCPW上边缘启动连接器的模型。
在接地的共面波导(GCPW)上的边缘发射连接器。根据相值绘制DB尺寸的电场标准和功率流箭头,并具有颜色变化。

GCPW上的边缘发射连接器的照片。
GCPW测试板上的边缘启动连接器进行设计验证。

零件库中的边缘启动连接器由信号微波炉,并且对设计进行了修改,以排除具有机械复杂性的螺钉部分,并且不促进电磁模拟。由于这些是市售的产品,因此几何形状不被参数化。乐动体育app无法登录

下一步

可以通过使用RF模块零件库来简化计算建模过程中繁琐的设计任务,例如反复设置相同的几何序列。在数值模型中使用这些零件,查看其他模块中使用的零件库,然后尝试创建零件并添加用户定义的零件库

其他资源


评论(0)

发表评论
乐动体育app
加载...
探索comsol乐动体育赛事播报博客