Dieses Beispiel demonstriert die mit XFdtd hinzugefügte Wellenleiter-Port-Quelle in einer komplexen Struktur eines kreuzgekoppelten Filters [1]. Die Filterstruktur besteht aus einem WR-90-Hohlleiter, der in einer engen Kurve gefaltet ist und an der Biegung der Kurve einen gekoppelten Hohlraum mit einer Blende aufweist. Außerdem sind mehrere Blenden in den Hohlleiter eingefügt. Die Einzelheiten des Entwurfsverfahrens werden in dem Papier beschrieben.
In der XFdtd-Simulation wird die Struktur zunächst als CAD-Modell erstellt, wie in Abbildung 1 dargestellt. Der gelbe Teil der Struktur ist der Hohlleiterfilter, während die beiden grünen Rechtecke an den Rändern die Positionen der Hohlleiteranschlüsse darstellen. Die Struktur wurde auf der Grundlage einer Parameterliste für jede Dimension erstellt, die in der Arbeit definiert und in Abbildung 2 dargestellt ist. Für diese Simulation wird eine globale Netzgröße von 0,5 mm verwendet, wobei die XACT Accurate Cell Technology-Vernetzung auf den gekrümmten Wellenleiterteil und die Fixed Points-Vernetzung auf die Wellenleiteranschlüsse angewendet wird. Diese Konfiguration führt zu einer variablen Maschengröße, die die Gitterlinien genau an den Rändern der einzelnen Geometriemerkmale platziert. Ein Querschnitt des resultierenden Netzes ist in Abbildung 3 dargestellt.
Abbildung 1: CAD-Darstellung der Geometrie des hohlleiterkreuzgekoppelten Filters.
Abbildung 2: XFdtd-Parameterliste aller in der kreuzgekoppelten Filtergeometrie verwendeten Abmessungen.
Abbildung 3: Querschnittsansicht des XFdtd-Netzes der kreuzgekoppelten Filtergeometrie.
Die Ports werden über die Öffnungen des Hohlleiters hinzugefügt, und die Verteilung wird als TE10-Mode eingestellt, wie in Abbildung 4 für den Eingangsport gezeigt. Die Simulation wird mit einer Eingangswellenform durchgeführt, deren Frequenzinhalt im Bereich von 8-12 GHz des Geräts liegt. Die Zeit, um das Beispiel bis zur Konvergenz von -45 dB abzuschließen, beträgt etwa 15 Minuten auf einer NVIDIA C1060 Tesla GPU-Karte. Nach der Simulation sind die S-Parameter an den Eingangs- und Ausgangsanschlüssen verfügbar und werden in Abbildung 5 dargestellt.
Abbildung 4: Die TE10-Wellenleiteranschlussanregung, die an den Eingangsanschluss des Geräts angelegt wird.
Abbildung 5: Die berechneten S11 und S21 der kreuzgekoppelten Filtergeometrie.
Referenzen
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Q. F. Zhang und Y. L. Lu, "Dimensional Synthesis of Symmetric Wideband Waveguide Cross-Coupled Filters Without Global Full-Wave Optimization", IEEE Trans. Microw. Theory Tech.", Vol. 58, Dec. 2010, S. 3742-3748.
