Im Hochfrequenz- und Mikrowellendesign verfügen alle Arten „leistungsstarker“ kommerzieller elektromagnetischer Simulationssoftware über umfassende Funktionen. Diese „Methode der inneren Stärke“ beginnt aus der Sicht des Algorithmus und erinnert jeden daran, wie man Simulationssoftware sorgfältig auswählt.
Methode 1: Die Unterscheidung zwischen „Feld“ und „Straße“
Es gibt keine „Straße“ auf der Welt, und das „Feld“ wird zur „Straße“, wenn es viel ähnlicher ist! Theoretisch können alle elektrischen Probleme durch die Feldtheorie gelöst werden, aber nach Ignorieren der Phasendifferenz, die durch das „Feld“ verursacht wird, das sich auf der „Straße“-Größe ausbreitet, verfestigt die „Straße“ die elektromagnetischen Parameter in den Geräteeigenschaften und wird zu einem zusammengefassten Parameter Die elektrischen Eigenschaften können mit einer Methode gelöst werden, die unendlich einfacher ist als die von Mai Dashen (Mais Gleichung). Die Annäherung an all dies ist natürlich auf die Tatsache zurückzuführen, dass die Modellgröße viel kleiner ist als die Wellenlänge elektromagnetischer Wellen.
Zusammenfassung in einem Satz: Die Komponentengröße ist viel kleiner als die Wellenlänge elektromagnetischer Wellen (elektrisch kleine Größe), und es wird die Simulationssoftware „Straße“ (konzentrierte Parameter/quasistatisch) verwendet.
Mind-Methode 2: Auswahl des Vollwellensimulationsalgorithmus
Wenn die elektrisch kleine Größe nicht erfüllt werden kann, ist es schwierig, das Problem mit konzentrierten Parametern zu lösen. Daher muss die Feldtheorie verwendet werden! Die Verwendung der Methode von Mai Dashen ist jedoch nicht so komfortabel wie die Lösung von Ji Dashen (Kirchhoff), und alle möglichen kleinen Götter schauen darauf herab. Basierend auf der Theorie von Mai Dashen werden numerische Algorithmen anstelle mathematisch-analytischer Formeln verwendet, sodass Computer Der Mensch Das Gehirn wird befreit, um die Leiden der Menschen zu lösen. Es gibt also die Methode der Momente (MoM), die Methode der finiten Differenzzeitdomäne (FDTD), die Methode der finiten Elemente (FEM), die Übertragungsleitungsmatrixmethode (TLM) und die Teilelement-Äquivalentschaltung (PEEC), mit denen wir derzeit nicht vertraut sind . ) und andere Vollwellenalgorithmen. Die vorhandene kommerzielle Vollwellensimulationssoftware reicht nicht aus dem Kreis dieser Algorithmen aus. Nachdem Sie die Eigenschaften dieser Algorithmen verstanden haben, wissen Sie auch, wie Sie die geeignete kommerzielle Simulationssoftware auswählen:
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MoM unterteilt den Leiter in elektrisch kleine Einheiten, und durch Berechnung des Stroms (Konstante) auf allen Leitereinheiten wird das von allen Leiterstromeinheiten erzeugte elektromagnetische Feld als Ganzes erhalten;
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FDTD unterteilt den räumlichen Bereich, der dem simulierten Objekt entspricht, in kleine Volumenelemente, wobei davon ausgegangen wird, dass das Feld in jedem Volumenelement konstant ist. Im Allgemeinen werden Impulse als Anregungsfunktion verwendet, und das Modell kann eine breitbandige Antwort erhalten.
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FEM teilt Luft und alle anderen Materialien in elektrisch kleine Einheiten auf, wobei davon ausgegangen wird, dass das Feld innerhalb jeder Einheit konstant ist, und verwendet Variationstechniken, um die Maxwell-Gleichungen zu lösen;
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TLM unterteilt den Modellierungsobjektbereich in mehrere elektrisch kleine Einheiten, jede Einheit entspricht einem dreidimensionalen Übertragungsleitungsknoten und die Übertragung/Reflexion an jedem Knoten kann aus der Knotenimpedanz ermittelt werden;
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PEEC ersetzt die Feldbeziehung zwischen allen sich ändernden Einheiten durch die Beziehung der Schaltung. Die Einheiten werden durch lokale gegenseitige Induktivität und gegenseitige Kapazität verbunden. Die gesamte Schaltung wird simuliert und dann werden die gelösten Strom- und Spannungsparameter in Felder umgewandelt.
Eine tabellarische Zusammenfassung
Mittlerweile tauchen immer wieder leistungsfähige Vollwellen-Softwaresimulationstools auf, aber bei unsachgemäßer Verwendung kann der tatsächliche Effekt tausende Meilen von der Simulationsvorhersage abweichen! Obwohl die oben erwähnte Methode der inneren Stärke die Grundlage der elektromagnetischen Simulation darstellt, erinnert sie auch alle Arten von übernatürlichen Kräften daran, ihre Simulationsfähigkeiten unter Beweis zu stellen und keine einfachen Fehler zu machen.
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