Este ejemplo describe la simulación de un filtro de guía de ondas que incluye inversores con respaldo de cavidad en los planos E y H, además de varios iris [1]. La geometría básica se muestra en formato CAD en la Figura 1, donde el inversor con respaldo de cavidad en el plano E está por encima de la guía de onda y el inversor con respaldo de cavidad en el plano H está en la parte posterior. La guía de ondas es WR-90 y las dimensiones del diseño, incluidos el espaciado y las dimensiones de las cavidades y los iris, se introducen fácilmente como parámetros en el modelo XFdtd. La estructura se malló con un tamaño de celda base de 0,4 mm y se utilizaron puntos fijos en todas las piezas para garantizar que las líneas de la malla FDTD se solaparan con las dimensiones CAD.
El puerto de entrada tiene aplicado un modo fundamental, como se muestra en la vista de malla recortada de la Figura 2. La frecuencia para la excitación de entrada es de 12 GHz, lo que garantiza el contenido de frecuencia en la simulación en el rango de 8 a 12 GHz del dispositivo. El resultado de la simulación serán los parámetros S en los puertos de entrada y salida, algunas imágenes de la propagación transitoria del campo eléctrico a través del dispositivo y sensores puntuales del campo eléctrico en función del tiempo.
Figura 1: Representación CAD del dispositivo construido en XFdtd.
La simulación requiere aproximadamente 122 MB de memoria y se ejecuta hasta una convergencia de -45 dB en poco más de 14 minutos en una GPU NVIDIA C1060 Tesla.
Tras la simulación, los parámetros S resultantes en cada puerto, que se muestran en la figura 3, coinciden con los valores medidos que se presentan en el artículo. En la Figura 4 se muestra el campo eléctrico transitorio en un instante de tiempo a través de la sección transversal del filtro. En la figura 5 se muestra el campo eléctrico transitorio en puntos centrados justo al lado de cada uno de los puertos.
Figura 3: S11 y S21 resultantes del dispositivo simulado en XFdtd.
Figura 4: Campos eléctricos transitorios que se propagan en el filtro.
Figura 5: Sensor puntual de campo eléctrico en los puertos de entrada y salida del filtro.
Referencias
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Q. F. Zhang y Y. L. Lu, "Design of Wide-Band Pseudo-Elliptic Waveguide Filters With Cavity-Backed Inverters," IEEE Microw. and Wirel. Comps. Letters, Vol. 20, Nov. 2010, pp. 604-606.
