Feldsimulation

Feldverteilung einer 10GHz Hornantenne
Feldverteilung einer 10GHz Hornantenne

In der heutigen Zeit sind numerische EM-Feldsimulationen aus der Forschung und Entwicklung komplexer elektronischer Geräte nicht mehr wegzudenken. Sie helfen komplizierte Wechselwirkungen zwischen elektromagnetischen Feldern und den Komponenten der Applikation zu verstehen, um eine Optimierung vornehmen zu können. Mittlerweile werden Feldsimulationen in vielen Sparten eingesetzt, wie der Antennen- und PCB-Entwicklung, der EMV und EMVU oder zur Berechnung magnetischer Flussdichten in Elektromotoren.

Mit professionellen EM-Feldsimulatoren ist nicht nur die Berechnung elektromagnetischer Felder und den daraus abgeleiteten Größen (z.B. spezifische Absorptionsrate SAR, Total Radiated Power TRP, u.a.) möglich, sondern auch die Bestimmung der Temperaturverteilung und der mechanischen Deformation. In diesen Softwarepaketen ist neben dem Feldsimulator oftmals auch ein Schaltungssimulator integriert, so dass eine komplette Schaltung, die passive Struktur mit den konzentrierten Bauelementen, simuliert und optimiert werden kann.

Die enormen Fortschritte in der Computertechnologie und Verfügbarkeit kostengünstiger Computerressourcen erlauben mittlerweile auch die Parametrisierung und Optimierung sehr großer Modelle in einer adäquaten Zeit. Hierbei kommen GPUs (Graphics Processing Unit) und Computer-Cluster zum Einsatz.

RF-Frontend stellt Ihnen für die Modellierung und Simulation Ihrer Applikation moderne und leistungsfähige Berechnungsverfahren und qualifiziertes Expertenwissen zur Verfügung.

Simulation SMA-Stripline-Übergang

Simulationsmodell SMA-Stripline-Übergang
Simulationsmodell SMA-Stripline-Übergang

Eine sehr häufig auftretende Aufgabenstellung ist die Optimierung von HF-Steckerübergängen. Die Untersuchung lässt sich relativ einfach mit einem Zeitbereichssimulator durchführen. Die Auswertung der Simulationsergebnisse erfolgt mittels Zeitbereichsreflektometrie (TDR, Time Domain Reflectometry), da dieses Verfahren Auskunft über den Ort und der Art (induktiv oder kapazitiv) der Störstelle gibt. Damit ist eine gezielte Optimierung möglich.

Das nebenstehende Bild zeigt das Simulationsmodell für den Übergang eines SMA-Steckers auf die 50 Ohm-Leitung eines Innenlayers:

Simulationsergebnis SMA-Stripline-Übergang

Simulationsergebnis SMA-Stripline-Übergang
Simulationsergebnis SMA-Stripline-Übergang

Das nebenstehende Bild zeigt die Auswertung der Simulationsergebnisse mittels TDR. Im vorderen Bereich des Steckerüberganges sind Störstellen mit induktivem Verhalten erkennbar, die durch gezielte Maßnahmen eliminiert werden können.