In diesem Beispiel wird eine mehrbandige frequenzselektive Oberfläche (FSS) mit XFdtd simuliert. Die simulierten Ergebnisse werden mit gemessenen Ergebnissen verglichen. Der Filterentwurf und die gemessenen Daten stammen aus [1].
Die frequenzselektive Oberfläche besteht aus einem Muster von Tripolen, die von ternären Baumschleifen aus einem perfekten elektrischen Leiter umgeben sind (Abbildung 1). Unter der Leiterschicht befindet sich ein 76,2 μm dickes Polyethylenterephthalat-Harz mit εr = 3,3. Eine Simulation unter Verwendung der vollen Abmessungen des physischen Geräts ist zu rechenaufwändig, um es zu simulieren. Stattdessen werden periodische Randbedingungen verwendet, um die Struktur unendlich in alle Richtungen zu strukturieren, wodurch die erforderlichen Ressourcen auf eine überschaubare Größe reduziert werden. Die Energie wurde durch eine ebene Wellenanregung in den Raum eingebracht. Ein Nahfeld-Sensorpunkt wurde hinzugefügt, um das elektrische Feld zu erfassen und die Übertragung zu berechnen.
Abbildung 1: Geometrie des FSS.
Die Simulation lief auf einem 8-Core Intel i7 in 59 Minuten und benötigte 1,4 GB RAM. Die Übertragung wurde mit Hilfe von Skripten berechnet, indem der Frequenzbereich der Nahfeldpunktausgabe durch die Form der Eingangswellenform dividiert wurde. Die simulierte Übertragung zeigt eine gute Übereinstimmung mit den Messungen (Abbildung 2). Die Abbildungen 3-5 zeigen, dass die Feldübertragung bei 0,885 GHz, 1,78 GHz bzw. 2,45 GHz unterbrochen wird. Abbildung 6 und Abbildung 7 zeigen Felder, die bei 1,2 GHz und 2,07 GHz übertragen.
Abbildung 2: Gemessene und simulierte Übertragung durch den FSS im Vergleich zur Frequenz.
Abbildung 3: Elektrisches Feld, das durch den FSS bei 0,885 GHz blockiert wird.
Abbildung 4: Elektrisches Feld, das durch den FSS bei 1,78 GHz blockiert wird.
Abbildung 5: Elektrisches Feld, das durch den FSS bei 2,45 GHz blockiert wird.
Abbildung 6: Elektrisches Feld, das durch den FSS bei 1,2 GHz übertragen wird.
Abbildung 7: Elektrisches Feld, das durch den FSS bei 2,07 GHz übertragen wird.
Referenzen
D.-H. Kim und J.-I. Choi, Design of a Multiband Frequency Selective Surface, ETRI Journal, Band 28, Nummer 4, August 2006, S. 506-508.