Zum Inhalt springen

XFdtd® Software für elektromagnetische 3D-Simulation

Die 3D-EM-Simulationssoftware XFdtd® bietet Ingenieuren leistungsstarke Werkzeuge, um die Entwicklungszeit zu verkürzen und Produkte schneller auf den Markt zu bringen.

XF_RLD_Beamforming_Array_Transparent

 

XFdtd-Frequenz

Schaltkreislöser und Schaltplaneditor im Frequenzbereich

Bauen Sie ein passendes Netzwerk oder ein Unternehmensnetzwerk auf und sehen Sie, wie es sich auf die Vollwellenergebnisse auswirkt.

Mehr lesen
Hochleistungs-Computing-Optionen

Optionen für Hochleistungscomputer

Verbessern Sie die Leistung elektromagnetischer Simulationen mit den modernsten verfügbaren Hochleistungsrechnertechnologien.

Mehr lesen
GPU-Beschleunigung

XStream® GPU-Beschleunigung

Eingebaute EM-Simulationsbeschleunigung über GPUs. Kombiniert mit MPI-Technologie für GPU-Cluster.

Mehr lesen
5G-Antennen-Array-Simulation-&-Analyse

5G-Array-Analyse

Maximieren Sie die Leistung von 5G-Geräten mit den XF-Tools zur Optimierung der Abstrahlungs- und Strahlungssteuerungseigenschaften von Antennenanordnungen.

Mehr lesen
EM-Überlagerungs-Simulationen

Überlagerung

Schnelles Analysieren von Anschlussphasenkombinationen mit einer einzigen Simulation.

Mehr lesen
Hohlleiteranregungen

Hohlleiteranregungen

XFdtd bietet modale und nodale Wellenleiterschnittstellen.

Mehr lesen
Chip-Komponenten

Co-Simulation von transienten EM/Schaltungen

Ein SPICE-basierter Schaltungslöser und ein Vollwellen-FDTD-Löser werden gleichzeitig berechnet.

Mehr lesen
Dielektrische-Durchschlag-Vorhersage-&-Simulation-

Vorhersage des dielektrischen Durchschlags

Mit der XF-Sammlung von Simulationswerkzeugen für ESD-Tests können Sie vorhersagen, an welchen Stellen das Risiko eines dielektrischen Durchschlags besteht.

Mehr lesen
Schaltungs-Element-Optimierer

Schaltungselement-Optimierer

Ermittelt die optimalen Werte für die direkt in das EM-Simulationsnetz eingebundenen Elemente der verklumpten Schaltung.

Mehr lesen
Huygens-Oberfläche

Huygens-Oberfläche

Genaue Übertragung der Strahlungseigenschaften von Antennen zur Verwendung außerhalb von XFdtd.

Mehr lesen
Wrapping-Flexible-PCB-und-2D-Blätter

Ummantelung von flexiblen PCB und 2D-Platten

Wickeln Sie ein komplettes, mehrlagiges, flexibles Leiterplattendesign in einem einfachen Schritt auf eine Form, oder wickeln Sie eine Folie auf eine beliebig geformte Oberfläche.

Mehr lesen
Optenni Labor Integration

Optenni Labor Integration

Generieren Sie auf einfache Weise eine passende Netzwerktopologie und anfängliche Komponentenwerte für Ihr Gerät.

Mehr lesen
PrOGrid-Projekt-Optimiertes-Gridding

PrOGrid Projektoptimiertes Rasterverfahren®

Vereinfacht die Gittererstellung, indem mehrere Aspekte eines Projekts berücksichtigt werden, um das Gitter hinsichtlich Genauigkeit und Laufzeit zu optimieren.

Mehr lesen
XACT-Accurate-Cell-Technology

XACT Genaue Zelltechnologie®

Löst die kompliziertesten Entwürfe mit weniger Rechenressourcen für schnellere, genauere Simulationen.

Mehr lesen
MATLAB-Export-Funktionalität

MATLAB-Exportfunktionalität

Alle über den XF-Ergebnisbrowser verfügbaren Daten können in die Formate MATLAB und CSV exportiert werden.

Mehr lesen
Biologischer-Thermo-Sensor

Biologischer Thermosensor

Bei biomedizinischen Analysen können Metalle und andere nicht-biologische Objekte in die Berechnung des Temperaturanstiegs einbezogen werden.

Mehr lesen
VariPose-Biologische-Mesh-Repositionierung

VariPose®

Positioniert menschliches biologisches Gewebe für bioelektromagnetische Anwendungen wie MRT, Kommunikationsgeräte wie Mobiltelefone und mehr.

Mehr lesen
Poseable-Hände

Poseable Hands

Für das Design von Mobilgeräten kann XF zahlreiche Griffe von Mobilgeräten nachahmen.

Mehr lesen
Vereinfachter Arbeitsablauf

Vereinfachter Arbeitsablauf

XF rationalisiert Ihren Arbeitsablauf, indem es zeitraubende, redundante Aufgaben eliminiert.

Mehr lesen
Ergebnis-&-Output

Ergebnisse und Output

Vollständiger Ergebnisverlauf.

Mehr lesen
Dynamisch-Interaktive-Grafiken

Dynamische interaktive Diagramme

Die Arbeit mit Ergebnissen ist in XF einfach.

Mehr lesen
Leistungsstarke, flexible Modellierung

Leistungsstarke flexible Modellierung

Verbringen Sie weniger Zeit mit Modellieren und mehr Zeit mit dem Erzielen von Ergebnissen.

Mehr lesen
Benutzerdefinierte Funktionen

Benutzerdefinierte skriptgesteuerte Funktionen

Mit XF können Sie Ihre eigenen benutzerdefinierten Funktionen mit einer leistungsstarken Skripting-API erstellen.

Mehr lesen
Überall Parameter

Überall Parameter

XF bietet Ihnen mehr Simulationskontrolle durch Parametrisierung.

Mehr lesen
Schnelles intelligentes Meshing

Schnelles intelligentes Meshing

Mit XF ist es einfacher, mit weniger Aufwand genauere und effizientere Netze zu erstellen.

Mehr lesen
5G MIMO Bild

5G MIMO

Die EM-Simulationssoftware von Remcom bietet eine komplette 5G-Lösung, vom System- und MIMO-Antennendesign über die Leistungsbewertung in realistischen, simulierten Umgebungen bis hin zur Planung des Einsatzes in 5G-Netzen. Unser Ziel ist es, genaue Lösungen anzubieten, damit Kunden zuverlässig vorhersagen können, wie sich ihre Systeme in der realen Welt verhalten werden.

5G MIMO
Antennenentwurf Bild

Antennenentwurf

Die Antennentechnologie entwickelt sich ständig weiter, um den wachsenden Anforderungen der Industrie gerecht zu werden. Auch Remcom hat mit dieser Entwicklung Schritt gehalten, um den Ingenieuren eine Antennensimulationssoftware zu bieten, die ihren Prozessen entspricht und ihnen hilft, die Anforderungen an das Design ihrer Geräte zu erfüllen.

Antennenentwurf
Bild der Antennenplatzierung

Platzierung der Antenne

Remcoms Softwaretools für die Antennenmodellierung gewährleisten die korrekte Konstruktion und Platzierung von Antennen in nahezu jeder Anwendung. Unsere Simulationswerkzeuge können einzeln oder zusammen eingesetzt werden, um eine vollständige Analyse der Leistung einer Antenne zu erstellen.

Platzierung der Antenne
Bild des mobilen Geräts

Mobiles Gerät

Bei der Entwicklung der komplexen mobilen Geräte von heute ist Präzision der Schlüssel, und Ingenieure können sich keine Diskrepanzen zwischen der Geräteeffizienz und den Simulationsergebnissen leisten. Remcom-Benutzer sehen weniger als 0,5 dB Unterschied in der Geräteeffizienz im Vergleich zu elektromagnetischen Simulationsergebnissen.

Mobiles Gerät
Kfz-Radarbild

Kfz-Radar

Die Simulationstechnologie hat sich weiterentwickelt, um die strengeren Designanforderungen für 24-GHz- und 77-GHz-Automobilradarsensoren, einschließlich Blind Spot Detection (BSD) und Lane Change Assistance (LCA), zu erfüllen. Remcom bietet einen integrierten Ansatz vom Sensordesign bis hin zu Fahrtestszenarien.

Kfz-Radar
ESD-Prüfung Bild

ESD-Prüfung

Mit Hilfe der XFdtd-Simulationen zur Prüfung elektrostatischer Entladungen können Ingenieure die für ESD-Schäden anfälligen Stellen ermitteln und den ESD-Schutz bereits in der Konzept- und Designphase der Produktentwicklung optimieren.

ESD-Prüfung
Metamaterialien Bild

Metamaterialien

XF unterstützt die Simulation von Bauteilen mit Metamaterialien, einschließlich Materialien mit negativem Index, Strukturen mit elektronischer Bandlücke und frequenzselektiven Oberflächen. Spezielle Materialien, einschließlich frequenzabhängiger Modelle, anisotroper und ferritischer Materialien, sowie rechnerische Erweiterungen der FDTD-Methode werden ebenfalls unterstützt.

Metamaterialien
Mikrowellenbild

Mikrowelle

Die XFdtd-Software von Remcom eignet sich für alle Aufgaben im Zusammenhang mit der Entwicklung oder Analyse von Mikrowellengeräten. Unabhängig davon, ob es sich bei der Anwendung um Hohlleiter, Leistungsteiler, Filter, Koppler oder Ähnliches handelt, kann XFdtd schnelle, effiziente und genaue EM-Simulationsergebnisse liefern.

Mikrowelle
Touchscreen-Kapazitätsbild

Touchscreen-Kapazität

Kapazitive Sensoren werden häufig als Touchscreens verwendet, um die Position der Finger oder eines Stifts auf den Bildschirmen von Smartphones, Tablets, Computerbildschirmen, Musikplayern und Computer-Touchpads zu erkennen. XFdtd berechnet die Kapazität komplexer Sensordesigns und ermöglicht es Designern, die beste Geometrie für ihre Bedürfnisse zu wählen, ohne einen Prototyp zu erstellen.

Touchscreen-Kapazität
Biomedizinisches Bild

Biomedizinische

Die EM-Simulationswerkzeuge von Remcom beschleunigen den Entwurfs- und Zertifizierungsprozess, indem sie realistische Simulationen der Geräteleistung vor der kostspieligen Prototyping-Phase ermöglichen. Die Analyseoptionen sind sowohl geräteorientiert, wie z. B. die Abstimmung, als auch auf Bio-Interaktionen bezogen, einschließlich SAR. Neben dem CAD-basierten SAM-Phantom stehen realistische, bewegliche menschliche Körpermodelle zur Verfügung.

Biomedizinische

XFdtd Dokumentation und Lernressourcen

 

XFdtd Spezifikationen

XFdtd-Fähigkeiten

 Die folgenden Funktionen sind in XFdtd verfügbar, einige sind jedoch auf die Pro- und MIMO-Versionen des Produkts beschränkt.
Kontaktieren Sie uns, wenn Sie weitere Informationen zu den Funktionen benötigen oder Ihre speziellen Anforderungen besprechen möchten.

XF Schlüsselfähigkeiten
  • XStream GPU-Beschleunigung mit NVIDIAs CUDA Architektur

  • XStream + Message Passing Interface (MPI) für GPU-Cluster

  • Wrap Flexible PCB

  • Schaltungselement-Optimierer

  • Überlagerung

  • Array-Optimierung

  • PrOGrid Projekt Optimierte Rasterung

  • XACT Accurate Cell Technologie

  • XTend Skript-Bibliothek

  • Unbegrenzter Speicher

  • Benutzerdefinierte Bibliothek mit Teilen, Quellen, Materialien und mehr

  • Vollständige Parametrisierung

  • Skripting-Schnittstelle mit integriertem Editor

  • Makros

  • Hohlleiter-Schnittstellen

  • Benutzerdefinierte Projektvorlagen

  • Merkmalsbasierte Modellierung

  • Live-Aktualisierung der Ergebnisse

  • ESD-Aufschlüsselung

  • Integrierte Netz-/CAD-Ansicht

  • Volumetrische/oberflächliche Feldspeicherung über Sensoren

  • Flexibel anpassbarer Projektbaum

  • Simulation Warteschlange

  • Integration externer Warteschlangen (EQI)

  • Interaktive Graphenmanipulation

  • Fehlerkontrolle in Echtzeit mit Rückmeldung

  • Automatische Erkennung von Fixpunkten im Netz

  • Native Multiplattform-Benutzeroberfläche unter Windows und Linux

Materialien
  • Dispersionsmaterial-Rechner

  • Zeitabhängiges Material

  • Materialdatenbank mit mehr als 350 Materialdefinitionen

  • Diagonal anisotrope elektrische/magnetische

  • Verlustbehaftetes Dielektrikum/magnetisch

  • Frequenzabhängig dielektrisch/magnetisch

  • Anisotrop magnetisierter Ferrit

  • Anisotropes Dielektrikum (vollständiger Tensor)

  • Nichtlineare dielektrische/magnetische

  • Dünne Drähte mit unterschiedlichen Radien

  • Oberflächenrauhigkeit für Metalle

  • Dielektrischer Durchschlag

Ergebnisse der Fernzone
  • Transiente Fernzone - spezifische Winkel

  • 3D-Fernzonenmuster im stationären Zustand

  • Ludwig und Axialverhältnis Polarisationsergebnisse

  • Radarquerschnitt

  • Fortgeschrittene Antennenmusteranalyse/Antenne über Grundplatte

  • Antennendiversität, einschließlich unabhängiger PDFs für E_phi und E_theta

  • Zirkulare Polarisation

Quellen/Belastungen/Häfen
  • Elektrostatik-Löser

  • Hohlleiterschnittstellen - sowohl modal als auch nodal

  • Passive Lasten mit Reihen-, Parallel- und RL-Parallel-C-Anordnungen

  • Passive lineare und nichtlineare Lasten auf der Grundlage einer SPICE-Netzlistendatei

  • Mehrere Erregungsarten können innerhalb einer Simulation verwendet werden

  • Beliebige Wellenformen im Zeitbereich

  • Automatische Wellenform basierend auf dem interessierenden Frequenzbereich

  • Spannungs-/Stromquellen mit seriellem/parallelem RLC

  • Spannungs-/Stromquellen mit passendem Netzwerk basierend auf SPICE-Netzlistendatei

  • Nichtlineare Kondensatoren

  • Zeitgesteuerte Ein-Aus-Schalter

  • Dioden

  • Photoleitender Halbleiterschalter

  • Einfallende ebene Welle mit linearer, zirkularer oder elliptischer Polarisation - sowohl total als auch gestreut

  • Gaußscher Strahl

  • Geben Sie die Zeitverzögerung für jede einzelne Quelle an

Beschleunigungsoptionen
  • XStream GPU-Beschleunigung mit NVIDIAs CUDA-Architektur für einzelne oder mehrere GPUs

  • XStream + Message Passing Interface (MPI) für GPU-Cluster

  • MPI-Multiprozessor (verteilte Speichercluster)

  • Multiprozessor-Threading für unbegrenzte Kerne

  • Integration externer Warteschlangen (EQI)

  • Fehlererkennung des GPU-Speichers

Erzeugung von Geometrien
  • 3D-Volumenmodellierer

  • 2D Sketcher mit Beschränkungen

  • Merkmalsbasierte Modellierung

  • Poseable Hand zum Greifen von Handheld-Geräten

  • Beliebige Strangpressprofile, Revolver, Platten und Drahtkörper

  • Komplexe Geometrieänderung von erstellten und importierten Geometrien:

    • Wickeln

    • Boolesche Werte

    • Kanten anschrägen

    • Kanten mischen

    • Feste Schalen

    • Gesichter entfernen

    • Versetzte Flächen und Blechkanten

    • Löcher entfernen

    • Blätter eindicken

    • Loft

    • Dehnen

    • Twist

    • Slice

    • Solide Geometrie biegen

    • Ein Blatt projizieren

    • Skalieren/Verschieben/Drehen/Reflektieren/Scheren

    • Lineare und kreisförmige Muster

  • Primitive geometrische Formen:

    • Sphäre

    • Zylinder

    • Kegel

    • Quader

    • Torus

    • Pyramide

    • Prisma

    • Frustum

    • Helix

  • Locatoren zur einfachen Neupositionierung von Geometrien

  • Schneidebene zum Freilegen der inneren Struktur

Besondere Fähigkeiten/Optionen
  • Periodische äußere Randbedingung

  • Sinusförmige Ergebnisse bei mehreren Frequenzen über DFT

  • Skalierung von sinusförmigen Ergebnissen

  • Automatische Konvergenz mit Verzögerungsoptionen

  • Material, Definition von Schaltkreiskomponenten, Verschlüsselung und Geometrie

  • Huygens-Oberflächensensor

CAD-Import/Export
  • Import von ODB++ PCB-Dateien mit beliebigem Umbruch

  • Importieren von BRD PCB Dateien mit beliebigem Umbruch

  • Import von ODB++ PCB-Dateien mit beliebigem Zuschnitt

  • Importieren von BRD PCB-Dateien mit beliebigem Zuschnitt

  • Poseable Hand importieren

  • SAT/SAB-Dateien importieren

  • DXF-Dateien importieren

  • VDA-FS-Dateien importieren

  • STL-Dateien importieren

  • STEP-Dateien importieren

  • IGES-Dateien importieren

  • Pro-E-Dateien importieren

  • Importieren von CATIA V4- und V5-Dateien

  • Inventor-Dateien importieren

  • Export in SAT-Dateien

  • Exportieren in STEP-Datei

  • Exportieren in eine IGES-Datei

  • Exportieren in eine CATIA-Datei

  • Exportieren in STL-Datei

  • Exportieren in eine DXF-Datei

  • Bearbeitung von importierten CAD-Objekten

  • CAD-Zusammenführung: Beibehaltung früherer Änderungen beim Importieren von Geometrieaktualisierungen

Grafische Ausgabe
  • Dichte der abgeleiteten Leistung

  • Felder/Ströme in der Nähe der Zone im Vergleich zur Zeit

  • Impedanz, S-Parameter in Abhängigkeit von der Frequenz, VSWR, Active VSWR

  • Polardiagramm-Antennendiagramme

  • Impedanzdiagramme nach Smith

  • FFT der transienten Ergebnisse

  • Gruppe Verzögerungsausgangstyp

  • Time Domain Reflectometry (TDR) und Time Domain Transmission (TDT) Ausgangstypen

  • Kumulative Verteilungsfunktion (CDF) der Farzonenergebnisse im stationären Zustand

Vermaschung/Betrachtung
  • Dielektrische Volumenmittelung

  • XACT Accurate Cell Technologie

  • Schneller Vernetzungsalgorithmus (FMA)

  • Beschnittenes 3D-Netz

  • Automatische/manuelle Kontrolle der Netzparameter

  • Adaptives Netz

  • Schnelle 3D-Netzbetrachtung

  • Multithreading-Vernetzung

  • Verhindern, dass sich Objekte im Netz berühren

Diskrete Häufigkeitsstatistik
  • Strahlungseffizienz

  • Effizienz des Systems

  • Abgeleitete Leistung

  • Verlust von Bauteilen

  • Netto-Eingangsleistung

  • Verfügbare Nettoleistung

  • Eigenständige Strahlungseffizienz

Visuelle Ausgabe
  • Ebenen, Flächen und Volumina der Ausgabe werden mit der Eingabegeometrie angezeigt

  • E/H/B, Leitungsstrom, Oberflächenstrom, rotierende B-Nahfelder, zusätzlich zur Verlustleistungsdichte

  • 3D-Fernfeldmuster von E, Verstärkung, realisierte Verstärkung, Achsenverhältnis, Radarquerschnitt, effektive isotrope Strahlungsleistung (EIRP)

  • Hörgerätekompatibilität, SAR, MR-Sendeeffizienz und ungefähre MR-Bildleistung

  • Biologischer Temperaturanstieg

  • Temperaturverteilung: Anfangs- und Endtemperatur sowie Temperaturanstieg

  • E, H, Leistungsdichte auf der Huygens-Oberfläche

Ausgabe Export
  • Filme (*.avi): planare und volumetrische Feldsequenzen

  • MATLAB: alle Daten exportierbar

  • Dateien mit kommagetrennten Werten (*.csv): alle Daten sind exportierbar

  • Optenni: S-Parameter und Wirkungsgrad

  • Touchstone-Dateien (z. B. *.s2p): S-Parameter

  • CITI-Dateien: S-Parameter

  • Huygens-Oberfläche

Biologische Merkmale
  • Spezifische Absorptionsrate (SAR)

  • Biologischer Thermosensor

  • Vogelkäfig-Werkzeug

  • MR-Sendeeffizienz (proportional zum Signal-Rausch-Verhältnis)

  • Ungefähres MR-Bild

  • B1+/B1- Felder

  • Kombinierte SAR-Ergebnisse aus mehreren Simulationen

  • Berechnung von 1- und 10-Gramm-SAR-Durchschnittswerten

  • Ganzkörper-SAR-Durchschnitt

  • Ort der SAR-Spitze

  • Einstellen der SAR-Pegel für eine bestimmte Eingangsleistung oder einen bestimmten Strom

  • SAR-Ebenen für Farbdisplays

  • SAM-Kopf CAD-Datei

  • Hörgerätekompatibilität (HAC)

  • Kopf- und Körpergewebe in verschiedenen Auflösungen

  • Frequenzabhängige Körpergewebeparameter

  • VariPose® zur Neupositionierung von Körpermaschen

  • ICRP-, NICT- und Virtual Population-Voxelmodelle werden unterstützt

  • Automatische Zuweisung der richtigen biologischen Materialien zu allen importierten Voxeltypen

  • Berichterstattung über SAR-Statistiken (Masse, Verlustleistung, mittlere SAR über Regionen)

  • Leistungsdichte

Schematische Darstellung
  • Schematischer Editor

  • Analyse-Workbench mit Einstellschiebern

  • Komponenten

    • Spannungsquelle

    • Widerstand

    • Induktor, ideal und verlustbehaftet

    • Kondensator, ideal und verlustbehaftet

    • Schalter

    • Phasenschieber

    • Netzliste

    • SnP-Block

    • FDTD-Block

    • Ideale Übertragungsleitung

    • Microstrip-Übertragungsleitung

    • Microstrip T-Stück

    • Mikrostreifen-Biegung

    • Microstrip-Stufe

    • Koplanarer Wellenleiter

    • Geerdeter koplanarer Wellenleiter

  • Betriebsarten

  • Geräte mit mehreren Anschlüssen und mehreren Zuständen

  • Kreislauflöser

  • Fähigkeit zur Anwendung von Schaltplänen auf Vollwellenergebnisse

Versionen

XFdtd-Versionen im Vergleich

Standard
Professionell
MIMO
HPC-Token (Arbeitsstation)
1
2
3
3D-CAD-Modellierung
Parametrisierung und Skripting
CAD- und PCB-Import
XACT Genaue Zelltechnologie®
Elektrostatischer Löser (ESS)
Spezifische Absorptionsrate (SAR)
Leistungsdichte
Biologischer Thermosensor
VariPose® Maschenverschiebung
Vogelkäfig-Werkzeug
Schema-Editor
Überlagerung
Array-Optimierung
Optimierung von Schaltelementen

XFdtd Systemanforderungen

Systemanforderungen

Minimum
Empfohlen
Fortgeschrittene
Prozessor
Quad Core Intel i3
Quad Core Intel i7 oder besser
Zwei Intel Xeon Achtkern-Prozessoren
RAM
8 GB
32 GB
64 GB+
Anzeige (OpenGL-kompatibler Adapter erforderlich)
Auflösung 1600x900
Auflösung 1920x1080
Auflösung 1920x1080 (oder besser)
XStream® GPU-Beschleunigung1
NVIDIA CUDA-fähige GPU-Karte mit Rechenleistung 2.0 oder höher
NVIDIA Tesla P100
NVIDIA Tesla V100
Festplattenspeicher
250 GB
2 TB
5 TB+

1. Weitere Einzelheiten finden Sie auf der NVIDIA-Website unter https://www.nvidia.com/en-us/data-center/data-center-gpus/.

GUI - Unterstützte Plattformen:

  • Microsoft Windows 10 und 11, 64-Bit
  • Red Hat Enterprise Linux 7, Ubuntu 18, 64-Bit (und kompatible Systeme)

Computation Engine - Unterstützte Plattformen:

  • Microsoft Windows 10 und 11, 64-Bit
  • Red Hat Enterprise Linux 7, Ubuntu 18, 64-Bit (und kompatible Systeme)
  • Erkundigen Sie sich nach der Verfügbarkeit anderer Plattformen.

Das MPI-Modul ist für die folgenden Plattformen verfügbar:

  • Open MPI auf Red Hat Enterprise Linux 7, Ubuntu 18, 64-bit (und kompatible Systeme)
  • Erkundigen Sie sich nach der Verfügbarkeit anderer Plattformen.

NVIDIA Cloud validiert

  • NVIDIA GPU Operator 23.3.2 oder neuer ist erforderlich, um alle Vorteile der NVIDIA Cloud Validated Funktionen zu nutzen.
  • NVIDIA Driver 450 oder neuer ist erforderlich, um alle Vorteile der NVIDIA Cloud Validated Funktionen zu nutzen.

© 2023 NVIDIA und das NVIDIA-Logo sind Marken und/oder eingetragene Marken der NVIDIA Corporation in den USA und anderen Ländern.

 

XFdtd Referenzen

Im Folgenden finden Sie eine Liste wissenschaftlicher und technischer Artikel, in denen die Software von Remcom in der Forschung der Autoren verwendet wurde. Wir haben Auszüge aus den Zusammenfassungen der Veröffentlichungen und Offsite-Links zu den ursprünglich veröffentlichten Inhalten hinzugefügt.

Die Auswirkungen von mmW- und THz-Strahlung auf trockene Augen: Eine Finite-Difference Time-Domain (FDTD)-Rechnersimulation mit XFdtd

Die Bedeutung der Erforschung der gesundheitlichen Auswirkungen von HF-Strahlung auf die Hornhaut kann nicht hoch genug eingeschätzt werden. In dieser Studie wurde die Absorption von Millimeterwellen (mmW) und Terahertzwellen (THz) durch die Hornhaut mit Hilfe einer mathematischen Simulation untersucht, wobei sowohl normale als auch pathologische Bedingungen berücksichtigt wurden.

Foroughimehr N, Vilagosh Z, Yavari A, Wood A. The Effects of mmW and THz Radiation on Dry Eyes: A Finite-Difference Time-Domain (FDTD) Computational Simulation Using XFdtd. Sensors. 2023; 23(13):5853. 

Referenz anzeigen

Forschung zu den Nahfeld-Ausbreitungseigenschaften von elektromagnetischen Teilentladungssignalen in Schaltanlagen

Der Inhalt dieser Arbeit ist die Fortsetzung der bisherigen Forschung der Autoren. Um eine sinnvolle Auslegung der Nahfeld-Magnetfeldsonde zur Teilentladungsdetektion in der Schaltanlage zu realisieren, wird in dieser Arbeit der Einfluss der inneren Struktur der Schaltanlage auf die Nahfeld-Ausbreitungseigenschaften des durch die Teilentladung erzeugten elektromagnetischen Wellensignals simuliert und analysiert und die Einbauposition der Nahfeldsonde in der Schaltanlage bestimmt. Zunächst werden die Ausbreitungseigenschaften von elektromagnetischen Wellensignalen in den verschiedenen Medien der Schaltanlage analysiert und das Schaltanlagenmodell erstellt. Dann wird auf der Grundlage der Finite-Differenzen-Zeitbereichsmethode der Einfluss verschiedener Geräte in der Schaltanlage auf die Nahfeldausbreitung des elektromagnetischen Teilentladungswellensignals simuliert. Die Simulationsergebnisse zeigen, dass der Stromwandler, der Isolator, die Sammelschiene und der Schaltschrank die Amplitude der durch die Teilentladung erzeugten elektromagnetischen Nahfeldsignale deutlich abschwächen und der Isolator eine deutliche Signalverzerrung verursacht. Schließlich wird festgestellt, dass die Nahfeldsonde an der Innenwand oder an der rechten Wand in der Nähe der Bodenplatte der Schaltanlage installiert werden kann.

Suo C, Zhao J, Wang L, Xu Z, Luo R, He M, Zhang W. Research on Near-Field Propagation Characteristics of Partial Discharge Electromagnetic Wave Signal in Switchgear. Energies. 2023; 16(8):3372. 

Referenz anzeigen

Physikalisches Verhalten der PEDOT-Polymerelektrode während der Magnetresonanztomographie und des Langzeittests in der Klimakammer

Die PEDOT-Polymerelektrode ist eine metallfreie Elektrode, die aus einem Acrylat (Zahnkomposit) und dem leitfähigen Polymer Poly(3,4-ethylendioxythiophen)polystyrolsulfonat (PEDOT:PSS) besteht. Die Elektrode wird als Gel auf die Haut aufgetragen und 10-20 s lang mit blauem Licht ausgehärtet, um eine leitfähige Verbindung mit der Haut herzustellen. Die Elektroden werden in Kombination mit Polymerkabeln verwendet, die aus einem textilen Grundgerüst und PEDOT:PSS bestehen. Um diesen neuen Elektroden- und Kabeltyp unter verschiedenen Bedingungen zu testen, haben wir zwei Belastungstests entwickelt: hochempfindliche Temperaturaufzeichnungen in einem Kopfphantom während einer Magnetresonanztomographie (MRT) und Langzeitstabilität in einer Klimakammer mit hoher Luftfeuchtigkeit. Um das physikalische Verhalten in einem starken Magnetfeld (3 Tesla) zu untersuchen, wurde die PEDOT-Polymerelektrode während einer Bildsequenz in einem Magnetresonanztomographen an einem Agarose-Kopfphantom befestigt. MRI-sichere Temperatursensoren wurden in der Nähe angebracht, um mögliche Erwärmungseffekte zu messen. Im Vergleich zu einem Metallkabel konnte nahezu kein Temperaturanstieg beobachtet werden, wenn die Elektrode in Kombination mit einem leitfähigen Textilkabel verwendet wurde. Darüber hinaus zeigte die Elektrode in einer Klimakammer an 4 aufeinanderfolgenden Tagen stabile Impedanzwerte. Diese Ergebnisse ebnen den Weg für die Erprobung der PEDOT-Polymerelektrode als Biosignal-Aufzeichnungselektrode während der MRT, insbesondere für die Kardio-MRT und die Elektroenzephalographie in Kombination mit der funktionellen MRT (EEG-fMRI).

de Camp, N.V., Bergeler, J. & Seifert, F. Physikalisches Verhalten von PEDOT-Polymerelektroden während der Magnetresonanztomographie und Langzeittest in der Klimakammer. Sci Rep 13, 5826 (2023). 

Referenz anzeigen

Elektromagnetische Wellenabsorption im menschlichen Kopf: Ein virtueller Sensor auf der Grundlage eines Deep-Learning-Modells

In diesem Beitrag wird ein Ersatzmodell für die Absorption elektromagnetischer Wellen im menschlichen Körper unter Verwendung von Deep-Learning vorgeschlagen. Insbesondere ermöglicht es eine Familie von Daten aus Finite-Differenzen-Zeitbereichsanalysen, ein Convolutional Neural Network (CNN) zu trainieren, um die durchschnittliche und maximale Leistungsdichte im Querschnittsbereich des menschlichen Kopfes bei einer Frequenz von 3,5 GHz zu ermitteln. Die entwickelte Methode ermöglicht eine schnelle Bestimmung der mittleren und maximalen Leistungsdichte für den Bereich des gesamten Kopfes und der Augenpartie. Die auf diese Weise erzielten Ergebnisse ähneln denen, die mit der auf den Maxwellschen Gleichungen basierenden Methode erzielt wurden.

Di Barba P, Januszkiewicz Ł, Kawecki J, Mognaschi ME. Electromagnetic Wave Absorption in the Human Head: A Virtual Sensor Based on a Deep-Learning Model. Sensors. 2023; 23(6):3131. 

Referenz anzeigen

FDTD-Simulationen von Schweißkanälen und Haaren bei 0,45 THz

Die Fortschritte bei den Technologien zur Erzeugung elektromagnetischer Strahlung im Terahertzbereich (THz) haben zu einem wachsenden Interesse an der Erforschung möglicher Anwendungen geführt. Neue Anwendungen werden unweigerlich zu einer verstärkten zufälligen Interaktion von Menschen mit THz-Strahlung führen. Da die Wellenlänge der THz-Strahlung in der gleichen Größenordnung liegt wie die Abmessungen von Hautstrukturen wie Haaren und Schweißkanälen, ist die Möglichkeit einer Wechselwirkung zwischen diesen Strukturen von Interesse. Die Wechselwirkung wurde mit Hilfe von FDTD-Simulationen (Finite Difference Time Domain) unter Verwendung einer Fernfeldanregung von 0,45 THz untersucht. Es wurden keine antennenartigen Effekte festgestellt. Bereiche mit erhöhter spezifischer Absorptionsrate (SAR) aufgrund von reaktiven Nahfeldeffekten sowohl bei den Haaren als auch bei den Schweißkanälen wurden in der Größenordnung von 0,01-0,05 mm bzw. 0,001-0,002 mm gefunden. Simulationen mit nicht gewickelten Schweißkanälen ergaben das gleiche Durchdringungsmuster wie bei der spiralförmigen Struktur, was darauf hindeutet, dass die spiralförmige Struktur keinen Einfluss auf die Ausbreitung der THz-Strahlung in der Haut hat.

Vilagosh Z, Foroughimehr N, Lajevardipour A, Wood AW. FDTD-Simulationen von Schweißkanälen und Haaren bei 0,45 THz. Dermato. 2023; 3(1):69-84. 

Referenz anzeigen

Lokalisierung von drahtlosen Kapselendoskopen mit Hilfe des Empfängerauswahlalgorithmus und einer modifizierten Kapselantenne

Drahtlose Kapselendoskope erfassen und übertragen Bilder des menschlichen Magen-Darm-Trakts für die medizinische Diagnose. Die Lokalisierung der Kapsel ermöglicht die genaue Identifizierung von Bereichen mit Läsionen, die während der Untersuchung entdeckt werden. Die Antenne ist ein wichtiges Element der endoskopischen Kapsel, das für die Übertragung des Signals mit dem aufgezeichneten Bild aus dem Inneren des Verdauungssystems verwendet wird. Die Antennenparameter beeinflussen auch die Leistung der Algorithmen, die die Kapselendoskope auf der Grundlage der Analyse des empfangenen Signals lokalisieren. Die Zick-Zack-konforme Antenne für die Endoskopkapsel wird in diesem Beitrag vorgestellt. Sie wurde sowohl in der Simulation als auch in einer Gewebesimulanzflüssigkeit untersucht. Anschließend wird sie auf ein verbessertes Lokalisierungssystem angewandt, das auf der Phasendifferenzanalyse der empfangenen Signale beruht. Bei diesem neuen Ansatz wählt der Algorithmus fünf externe Empfänger aus einem vordefinierten Satz aus und verwendet eine adaptive Schätzung der Permittivität des menschlichen Körpermodells. Der Lokalisierungsalgorithmus wurde mit Computersimulationen verifiziert. Für die Simulationen wurden die Software Remcom XFdtd und sowohl vereinfachte als auch heterogene menschliche Körpermodelle verwendet. Die Technik, die eine automatische Auswahl des externen Empfängers zusammen mit der vorgeschlagenen Antenne verwendet, verbesserte die Lokalisierungsgenauigkeit um etwa 15 % im Vergleich zur vorherigen Version dieses Algorithmus.

Oleksy P, Januszkiewicz Ł. Localization of Wireless Capsule Endoscopes Using the Receiver Selection Algorithm and a Modified Capsule Antenna. Electronics. 2023; 12(4):784. 

Referenz anzeigen

Augenabschirmung gegen elektromagnetische Strahlung: Optimales Design unter Verwendung eines verkleinerten Modells des Kopfes

In diesem Artikel wird der Entwurfsprozess einer Struktur vorgestellt, die das elektromagnetische Feld des Senders der fünften Generation, der im 3,5-GHz-Band arbeitet, abschirmt. Der Zweck dieses Projekts ist die Begrenzung der Leistungsdichte im Augenbereich. Aus diesem Grund besteht die Struktur aus leitenden Drähten, die ein Gitter bilden, das für Licht halbtransparent ist. Der Entwurf wurde mit Hilfe von Computersimulationen mit einer Finite-Differenzen-Zeitbereichsmethode und einer evolutionär basierten Optimierungsmethode durchgeführt. Um den Zeitaufwand für die Simulation zu verringern, wurde ein vereinfachtes Modell des Gesichts und der Augen entwickelt. Die hier vorgestellte Konstruktion der Abschirmstruktur kann leicht in Form einer Schutzbrille hergestellt werden. Die Ergebnisse der Computersimulationen zeigen, dass die Leistungsdichte im Augenbereich im Vergleich zum ungeschirmten Fall um fast das Siebenfache reduziert werden kann.

Kawecki J, Januszkiewicz Ł, Di Barba P, Kropidłowski K. Eye Shielding against Electromagnetic Radiation: Optimales Design unter Verwendung eines reduzierten Modells des Kopfes. Electronics. 2023; 12(2):291. 

Referenz anzeigen

Hochfrequenzspulen für Niederfeld-Magnetresonanztomographen (0,18-0,55 T): Erfahrungen aus einer Kooperation zwischen Forschungslabor und Herstellerfirmen

In diesem Beitrag beschreiben die Autoren, wie die Wahl der elektrischen Parameter (wie Leitergeometrie und Kondensatorqualität) die Gesamtleistung der Spule in Bezug auf den Qualitätsfaktor Q, das Verhältnis zwischen unbelastetem und belastetem Q und die Spulenempfindlichkeit beeinflusst. Anschließend fassen wir die Arbeit zusammen, die in unserem elektromagnetischen Labor in Zusammenarbeit mit MR-Herstellern auf dem Gebiet der Entwicklung, des Baus und der Prüfung von HF-Spulen für klinische Magnetresonanztomographen (MR) von 0,18 bis 0,55 T durchgeführt wurde, wobei wir zwischen Oberflächen-, Volumen- und Phased-Array-Spulen unterscheiden.

Giovannetti G, Frijia F, Flori A. Hochfrequenzspulen für Niederfeld-Magnetresonanztomographen (0,18-0,55 T): Erfahrungen aus einer Kooperation zwischen Forschungslabor und Herstellerfirmen. Elektronik. 2022; 11(24):4233. 

Referenz anzeigen

Der Einfluss der Größe der Basiszelle auf die Finite-Differenzen-Zeitbereichssimulation der menschlichen Hornhaut, die Millimeterwellen-Strahlung bei Frequenzen über 30 GHz ausgesetzt ist

Diese Studie demonstriert die Variation der Genauigkeit des FDTD-Simulationssystems, wenn verschiedene Maschengrößen verwendet werden, anhand der Wechselwirkung der kritisch empfindlichen menschlichen Hornhaut mit EM im Bereich von 30 bis 100 GHz. Es wurden verschiedene Ansätze zur Festlegung der Basiszellengröße verglichen. Die Genauigkeit der Berechnung wird durch den Einsatz von Planarsensoren bestimmt, die sowohl die Details der elektrischen Feldverteilung als auch die absoluten Werte des von Punktsensoren erfassten elektrischen Feldes zeigen. Es wurde festgestellt, dass die manuelle Festlegung der Basiszellengrößen sowohl die Modellgröße als auch die Berechnungszeit reduziert. Allerdings nimmt die Genauigkeit der Berechnung auf unvorhersehbare Weise ab. Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass die Nutzung einer Cloud-Computing-Kapazität eine entscheidende Rolle bei der Minimierung der Berechnungszeit spielt.

Foroughimehr N, Vilagosh Z, Yavari A, Wood A. The Impact of Base Cell Size Setup on the Finite Difference Time Domain Computational Simulation of Human Cornea Exposed to Millimeter Wave Radiation at Frequencies above 30 GHz. Sensors. 2022; 22(15):5924. 

Referenz anzeigen

Strahlausrichtung für den zellfreien mmWave Massive MU-MIMO Uplink

Millimeterwellen-(mmWave)-Zellen-freie Massive-Multiuser-(MU)-Multiple-Input-Multiple-Output-(MIMO)-Systeme kombinieren die großen Bandbreiten, die bei mmWave-Frequenzen verfügbar sind, mit der verbesserten Abdeckung von zellenfreien Systemen. Um jedoch die hohen Pfadverluste bei mmWave-Frequenzen auszugleichen, müssen die Benutzergeräte (UEs) Strahlen in sinnvolle Richtungen, d. h. zu einem nahe gelegenen Zugangspunkt (AP), bilden. Gleichzeitig sollten mehrere UEs vermeiden, an denselben AP zu senden, um MU-Interferenzen zu reduzieren. Sie schlagen eine interferenzbewusste Methode zur Strahlausrichtung (BA) im zellfreien mmWave Massive MU-MIMO Uplink vor. In dem betrachteten Szenario führen die APs vollständig digitales Empfangsbeamforming durch, während die UEs analoges Sendebeamforming durchführen. Sie evaluieren unsere Methode mit realistischen mmWave-Kanälen aus einem kommerziellen Raytracer und zeigen die Überlegenheit der vorgeschlagenen Methode gegenüber omnidirektionaler Übertragung sowie gegenüber Methoden, die MU-Interferenzen nicht berücksichtigen.

Beam Alignment in mmWave User-Centric Cell-Free Massive MIMO Systems 2021 IEEE Global Communications Conference (GLOBECOM)2021
S. BuzziCarmen D'AndreaMaria FresiaXiaofeng Wu

Referenz anzeigen

Entwurf und erste Leistung des Prototyps für das BEACON-Instrument zum Nachweis ultrahochenergetischer Teilchen

Das Beamforming Elevated Array for COsmic Neutrinos (BEACON) ist ein geplantes Neutrinoteleskop, das die Radioemission von aufsteigenden Luftschauern aufspüren soll, die durch ultrahochenergetische Tau-Neutrinowechselwirkungen in der Erde entstehen. Dieser Nachweismechanismus ermöglicht die Messung des Tau-Flusses kosmischer Neutrinos. Sie haben ein 8-Kanal-Prototyp-Instrument in großer Höhe an der Barcroft Field Station installiert, das seit 2018 in Betrieb ist und aus vier doppelt polarisierten Antennen besteht, die zwischen 30 und 80 MHz empfindlich sind und deren Signale gefiltert, verstärkt, digitalisiert und mit einem speziellen Datenerfassungssystem (DAQ) auf Festplatte gespeichert werden. Der BEACON-Prototyp befindet sich in großer Höhe, um die effektive Lautstärke zu maximieren, und verwendet einen direktionalen Beamforming-Trigger, um die Unterdrückung von anthropogenem Hintergrundrauschen auf der Triggerebene zu verbessern. In diesem Artikel werden das Design, die Konstruktion und die Kalibrierung des BEACON-Prototyp-Instruments beschrieben. Außerdem wird die vom Instrument beobachtete Hochfrequenzumgebung erörtert und die vom Instrument beobachteten Ereignistypen kategorisiert, einschließlich eines wahrscheinlichen kosmischen Strahlungsereignisses.

Design and performance of an interferometric trigger array for radio detection of high-energy neutrinos, Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A: Accelerators, Spectrometers Detectors And Associated Equipment 2019

Referenz anzeigen

Ein praktischer Leitfaden zur Schätzung der Spuleninduktivität für Magnetresonanzanwendungen

In diesem Beitrag werden zwei verschiedene Verfahren zur Abschätzung der Spuleninduktivität beschrieben und miteinander verglichen, um ein schnelles Spulen-Prototyping zu ermöglichen. Die erste Methode, die auf Berechnungen in quasistatischer Näherung beruht, ermöglicht eine Untersuchung, wie sich die Querschnittsgeometrie der HF-Spulenleiter auf die Gesamtinduktivität auswirkt, und kann leicht für eine Vielzahl von Spulengeometrien berechnet werden. Der zweite Ansatz verwendet eine numerische Vollwellenmethode auf der Grundlage des Finite-Difference Time-Domain (FDTD)-Algorithmus und ermöglicht die Simulation von HF-Spulen mit beliebiger komplexer Geometrie, einschließlich des Falles eines Multi-Element-Phased-Array. Der Vergleich mit Messungen am Prüfstand bestätigt sowohl die analytischen als auch die numerischen Ergebnisse für HF-Spulen, die in einem breiten Feldbereich (0,18-7 T) arbeiten.

Giovannetti G, Frijia F, Flori A, Galante A, Rizza C, Alecci M. A Practical Guide to Estimating Coil Inductance for Magnetic Resonance Applications. Elektronik. 2022; 11(13):1974. 

Referenz anzeigen

Vollständig textile Dual-Band Logo-Antenne für IoT-Wearable Devices

In diesem Beitrag wird eine vollständig textile Dualband-Logo-Antenne mit integriertem Reflektor für die Anwendung in IoT-Wearable-Geräten vorgeschlagen. Die strahlenden Elemente der vorgeschlagenen Antenne wurden so geformt, dass sie das Logo der South-West University "Neofit Rilski" nachahmen, um eine unauffällige Integration in Accessoires zu ermöglichen. Ein Reflektor wurde auf der gegenüberliegenden Seite des Textilsubstrats angebracht, um die Strahlung der tragbaren Antenne zu reduzieren und ihre Robustheit gegenüber der Belastung durch nahe gelegene Objekte zu verbessern. Zwei Antennenprototypen wurden hergestellt und sowohl im freien Raum als auch an drei verschiedenen Objekten (menschlicher Körper, Notebook und Laptop) getestet. In den beiden interessierenden Frequenzbereichen wurde eine Strahlungseffizienz von 25-38% und 62-90% erreicht. Darüber hinaus wurde aufgrund des Reflektors die maximale lokale spezifische Absorptionsrate, gemittelt über 10 g Masse im menschlichen Körperphantom, mit 0,5182 W/kg bei 2,4 GHz und 0,16379 W/kg bei 5,47 GHz ermittelt. Darüber hinaus haben die Ergebnisse der durchgeführten Messkampagne den Signalstärkeindikator und den Paketverlust für ein Off-Body-Szenario im realen Einsatz erfasst, was zeigt, dass der in den Rucksack integrierte Antennenprototyp hochwertige Off-Body-Kommunikationskanäle bilden kann.

Atanasova GL, Atanasov BN, Atanasov NT. Vollständig textile Dual-Band-Logo-Antenne für IoT-Wearable Devices. Sensors. 2022; 22(12):4516. 

Referenz anzeigen

Drahtlose Kapselendoskop-Lokalisierung mit Phasendetektionsalgorithmus und adaptivem Körpermodell

Kabellose Kapselendoskope nehmen Fotos des menschlichen Verdauungstrakts auf und senden sie, die zur medizinischen Diagnose verwendet werden. Die Position der Kapsel ermöglicht eine genaue Identifizierung der Regionen mit Läsionen. Dies kann durch die Analyse der Parameter der von der Kapsel empfangenen elektromagnetischen Welle erfolgen. Da der menschliche Körper eine komplexe heterogene Umgebung ist, die die Ausbreitung von Funksignalen beeinflusst, ist die Bestimmung der Entfernung zwischen Sender und Empfänger auf der Grundlage des empfangenen Leistungspegels eine Herausforderung. In diesem Beitrag wird ein verbesserter Ansatz zur Identifizierung der Position von Endoskopkapseln unter Verwendung eines Algorithmus zur Erkennung der Phase von Funksignalen vorgestellt. Für jede Kapselposition verwendet diese Technik eine adaptive Schätzung der Permittivität des menschlichen Körpermodells. Dieser Ansatz wurde anhand von Computersimulationen in der Remcom XFdtd-Software unter Verwendung eines numerischen, heterogenen menschlichen Körpermodells sowie anhand von Messungen mit einem physischen Phantom getestet.

Oleksy P, Januszkiewicz Ł. Wireless Capsule Endoscope Localization with Phase Detection Algorithm and Adaptive Body Model. Sensors. 2022; 22(6):2200. 

Referenz anzeigen

Veränderungen in der Erregbarkeit von primären Hippocampus-Neuronen nach Exposition bei hochfrequenten elektromagnetischen 3,0 GHz-Feldern

Exposures to radiofrequency electromagnetic fields (RF-EMFs, 100 kHz to 6 GHz) have been associated with both positive and negative effects on cognitive behavior. To elucidate the mechanism of RF-EMF interaction, a few studies have examined its impact on neuronal activity and synaptic plasticity. However, there is still a need for additional basic research that further our understanding of the underlying mechanisms of RF-EMFs on the neuronal system. The present study investigated changes in neuronal activity and synaptic transmission following a 60-min exposure to 3.0 GHz RF-EMF at a low dose (specific absorption rate (SAR) < 1 W/kg). The authors showed that RF-EMF exposure decreased the amplitude of action potential (AP), depolarized neuronal resting membrane potential (MP), and increased neuronal excitability and synaptic transmission in cultured primary hippocampal neurons (PHNs). The results show that RF-EMF exposure can alter neuronal activity and highlight that more investigations should be performed to fully explore the RF-EMF effects and mechanisms.

Echchgadda, I., Cantu, J.C., Tolstykh, G.P. et al. Veränderungen in der Erregbarkeit primärer Hippocampus-Neuronen nach Exposition bei hochfrequenten elektromagnetischen Feldern von 3,0 GHz. Sci Rep 12, 3506 (2022). 

Referenz anzeigen

Analyse der Abschirmungseigenschaften von Kopfbedeckungen aus leitfähigen Materialien in Anwendung auf 5G Wireless-Systeme

Dieses Papier zeigt, wie wirksam der "Hut aus Alufolie" wirklich ist, wenn er auf die Strahlung von Basisstationen in einem Telekommunikationssystem der fünften Generation angewendet wird. Es werden die Ergebnisse einer Untersuchung über die Wirksamkeit dieser Schutzvorrichtungen in Bezug auf ihre Abschirmungseigenschaften bei den Frequenzen vorgestellt, die in drahtlosen Systemen der fünften Generation verwendet werden. Die Untersuchung wurde auf der Grundlage von Computersimulationen durchgeführt. Die Software Remcom XFdtd, die eine Finite-Differenzen-Zeitbereich-Methode und ein numerisches Modell des Kopfes verwendet, wurde eingesetzt, um die Daten über die Abschirmungseigenschaften von leitfähigen Kopfabdeckungen zu erhalten. Es wurde festgestellt, dass im Falle von Folienkopfabdeckungen der maximale Reduktionsfaktor der Leistungsdichte im Kopfbereich etwa 50% beträgt.

Januszkiewicz Ł. Analysis of Shielding Properties of Head Covers Made of Conductive Materials in Application to 5G Wireless Systems. Energies. 2021; 14(21):7004. 

Referenz anzeigen

Design-Optimierung einer tragbaren Multiband-Antenne mit Hilfe eines evolutionären Algorithmus, abgestimmt mit einem Dipol-Benchmark-Problem

In diesem Beitrag wird das optimale Design einer tragbaren Vierbandantenne vorgestellt, die sowohl für die Arbeit in drahtlosen Systemen der fünften Generation als auch in zellularen Systemen und in unlizenzierten Bändern geeignet ist. Der Entwurf der Antenne beruht auf einer sorgfältigen Untersuchung von Optimierungsalgorithmen, die für den Antennenentwurf geeignet sind. Die Autoren haben ein Benchmark-Problem vorgeschlagen, um verschiedene Optimierungsalgorithmen zu vergleichen. Anhand von vorberechneten Daten haben sie die Parameter der Optimierungsroutine auf optimale Leistung mit dem Benchmark abgestimmt. Danach optimierten sie die Geometrie der vierbandigen tragbaren Antenne. Im Optimierungsprozess wurde die FDTD-Methode zusammen mit einem vereinfachten Modell des menschlichen Körpers verwendet. Das Antennendesign wurde anhand eines hergestellten Prototyps bewertet.

Januszkiewicz Ł, Barba PD, Kawecki J. Design Optimization of Wearable Multiband Antenna Using Evolutionary Algorithm Tuned with Dipole Benchmark Problem. Electronics. 2021; 10(18):2249. 

Referenz anzeigen

Bewertung von 8-Kanal-Strahlungsantennen-Arrays für die Bildgebung des menschlichen Kopfes bei 10,5 Tesla

Dieser Artikel konzentriert sich auf die Magnetresonanztomographie des menschlichen Kopfes bei 10,5 Tesla (T), für die die Autoren eine 8-Kanal-Dipol-Antennengruppe gebaut und den Einfluss von koaxialen Speisekabeln untersucht haben. Der Einfluss von koaxialen Speisekabeln wurde in der Simulation bewertet und mit einem physisch gebauten Array in Bezug auf die Effizienz des transmittierenden Magnetfelds (B1+) und der spezifischen Absorptionsrate (SAR) verglichen. Für die Untersuchung des Speisungsortes wurde die mittig gespeiste Dipolantennengruppe mit zwei 8-kanaligen endgespeisten Gruppen verglichen: Monopol- und Sleeve-Antennengruppen. Die Simulationsergebnisse mit einem Phantom zeigen, dass diese Arrays im Vergleich zum Dipol-Antennen-Array eine um 24 % höhere SAR-Effizienz erreichen. Für ein menschliches Kopfmodell wurde eine 30,8 % niedrigere SAR-Effizienz mit der 8-Kanal-Monopol-Antennengruppe im Vergleich zum Phantom beobachtet.

Woo MK, DelaBarre L, Waks MT, Park YW, Lagore RL, Jungst S, Eryaman Y, Oh S-H, Ugurbil K, Adriany G. Evaluation of 8-Channel Radiative Antenna Arrays for Human Head Imaging at 10.5 Tesla. Sensors. 2021; 21(18):6000. 

Referenz anzeigen

Computersimulationsstudie über das Eindringen von gepulster 30-, 60- und 90-GHz-Strahlung in das menschliche Ohr

Es besteht ein zunehmendes Interesse an Anwendungen, die den Frequenzbereich von 30 bis 90 GHz nutzen, z. B. Kfz-Radar, 5-G-Mobilfunknetze und drahtlose lokale Verbindungen. In dieser Studie wurde das Eindringen gepulster 30-90-GHz-Strahlung in den menschlichen Gehörgang und das Trommelfell mit Hilfe von Computerphantomen untersucht.

Referenz anzeigen

Computergestützte Absorptions- und Reflexionsstudien an normaler menschlicher Haut bei 0,45 THz

Anwendungen, die Strahlung im Terahertzbereich (THz) nutzen, werden unweigerlich zu einer erhöhten Exposition des Menschen führen. Die Simulationen der Leistungsdichte und der spezifischen Absorptionsrate (SAR) von dünner Haut bei 0,45 THz zeigen, dass der Großteil der Energie im oberen Stratum spinosum absorbiert wird und der maximale Temperaturanstieg im unteren Stratum spinosum stattfindet. An der Grenze zwischen Stratum spinosum und Stratum basale gibt es Bereiche mit einem SAR-Anstieg von 100 % über dem lokalen Durchschnitt. Die abgestorbene Stratum Corneum-Schicht schützt das darunter liegende Gewebe der dicken Haut. Reflexionsstudien deuten darauf hin, dass spitze Winkel und die Verwendung von polarisierter einfallender Strahlung die Bewertung der diabetischen Neuropathie verbessern können.

Referenz anzeigen

Optimierung und Simulation eines 16-Kanal-Schleifen- und Dipol-Arrays für Kopf-MRI-Anwendungen bei 10,5 Tesla 

Ein Array mit sechzehn Kanälen, bestehend aus acht Paaren von gestapelten Schleifen- und Dipolantennen, wurde für MRT-Anwendungen am Kopf bei 10,5 Tesla simuliert. Remcom XFdtd wurde verwendet, um die Isolation zwischen Schleifen- und Dipolelementen zu berechnen, die mit einer dielektrischen Last mit variierendem Abstand zwischen Schleifen- und Dipolelementen modelliert wurden. Eine Schleifen-Dipol-Anordnung wurde für eine mögliche Elementkonfiguration mit einem kopfförmigen dielektrischen Phantom simuliert.

Referenz anzeigen

Ein vereinfachtes Modell für den Entwurf einer auf einem Motorrad montierten Peitschenantenne

Beim Autofahren wird die Außenantenne durch die Karosserie des Fahrzeugs elektrostatisch von den Insassen abgeschirmt. Beim Motorradfahren gibt es keine solche Abschirmung, so dass der Fahrer die Eigenschaften der am Motorrad montierten Antenne beeinflussen kann. Daher muss die Wechselwirkung zwischen der Antenne und dem menschlichen Körper berücksichtigt werden. In diesem Beitrag wird ein einfaches Modell vorgeschlagen, um den Einfluss des Fahrers auf die Motorradantenne zu analysieren. Die Strahlungseigenschaften im 145-MHz-Band und der Einfluss der Montageposition auf den Reflexionskoeffizienten werden mit der Software XFdtd simuliert. Die resultierenden Werte werden mit gemessenen Werten verglichen.

Referenz anzeigen

Leistungsstarke MIMO-Antenne für 5G-Wearable-Geräte

In diesem Beitrag wird eine Dualband-2×2-MIMO-Antenne für tragbare Geräte vorgestellt, die die 5G-Frequenzzuweisungen bei 3,3-3,6 und 4,5-5 GHz in China unterstützt. Die einzelne Antenneneinheit besteht aus einem Monopolmodus und einem gefalteten Schleifenmodus mit einer einzigen Einspeisung zur Abdeckung dieser beiden Bänder. Zur Demonstration der MIMO-Leistung werden zwei identische Antennen verwendet, die an der Ober- und Unterseite einer Leiterplatte in der Größe einer Smartwatch (40×40mm2) angebracht sind. Die Simulationsergebnisse von XFdtd zeigen, dass diese MIMO-Antennen eine Effizienz von über 85 %, eine Isolierung von mehr als 17 dB und einen Korrelationskoeffizienten von 0,02 auf beiden Bändern erreichen können.

Referenz anzeigen

Computergestützte Bewertung der Absorption von Hochfrequenzenergie durch den Fötus während eines MRI-Scans

Diese Studie stellt eine systematische Analyse der spezifischen Energieabsorptionsrate (SAR) in Berechnungsmodellen einer schwangeren Frau und des Fötus in drei verschiedenen Schwangerschaftsstadien (3., 6. und 9. Monat) vor. Monat). Numerische Simulationen wurden bei zwei Frequenzen (64 und 128 MHz), für zwei Spulendurchmesser (750 und 650 mm) und für sieben Orientierungspunkte durchgeführt, nämlich Schulter, Herz, Brustbein, Bauch (d. h. Kopf des Fötus), Becken (d. h. Körper des Fötus), Oberschenkel und Knie. Die Auswirkung zusätzlicher Merkmale auf die SAR, wie z. B. die Position der Eingangsquelle und die y-Position des Modells der schwangeren Frau in der Vogelkäfigspule, wurde bewertet.

Referenz anzeigen

Protonenentkoppelte Kohlenstoff-Magnetresonanzspektroskopie in menschlichen Wadenmuskeln bei 7 T unter Verwendung einer Mehrkanal-Radiofrequenzspule

Die C-Magnetresonanzspektroskopie ist eine praktikable, nicht-invasive Methode zur Untersuchung des Zellstoffwechsels in Skelettmuskeln. In diesem Beitrag wird die Entwicklung, Bewertung und erste In-vivo-Messung mit einem 7 T 3-Kanal-C- und 4-Kanal-H-Transceiver-Array vorgestellt, das für die H-entkoppelte C-MRS in den hinteren menschlichen Wadenmuskeln optimiert wurde. Das entwickelte Spulenarray wurde erfolgreich in Phantom- und In-vivo-MR-Experimenten getestet und zeigte ein vereinfachtes Spektralmuster und einen Anstieg des Signal-Rausch-Verhältnisses um etwa einen Faktor 2 zwischen nicht-entkoppelten und H-entkoppelten Spektren in einem Glukose-Phantom und dem menschlichen Wadenmuskel.

Referenz anzeigen

Bewertung der Ausbreitungseigenschaften unter Verwendung des menschlichen Körpers als Antenne

In diesem Beitrag wurde ein inhomogenes menschliches Körpermodell vorgestellt, um die Ausbreitungseigenschaften zu untersuchen, wenn der menschliche Körper als Antenne für die Signalübertragung verwendet wurde. Insbesondere wurde der Kanalgewinn von vier Szenarien, nämlich (1) sowohl die TX-Elektrode als auch die RX-Elektrode waren in der Luft platziert, (2) die TX-Elektrode war am menschlichen Körper angebracht und die RX-Elektrode war in der Luft platziert, (3) die TX-Elektrode war in der Luft platziert und die RX-Elektrode war am menschlichen Körper angebracht, (4) sowohl die TX-Elektrode als auch die RX-Elektrode waren am menschlichen Körper angebracht, durch numerische Simulation im Frequenzbereich 1 MHz bis 90 MHz untersucht.

Referenz anzeigen

Verbesserte reflektorgestützte UWB-Fettmonopolantenne für GPR-Anwendungen

Kurzstreckenradargeräte wie das Bodenradar benötigen eine große Bandbreite für eine hohe Auflösung und eine niedrige Frequenz für eine bessere Durchdringung. Dies stellt Einschränkungen für das Antennendesign dar, um eine kompakte UWB-Antenne mit niedrigerer Mittenfrequenz und unidirektionalem Muster zu haben. Diese Arbeit befasst sich mit der Verbesserung der fraktionierten Bandbreite einer Monopolantenne mit gestuftem Reflektor und unidirektionalem Strahlungsdiagramm über die gesamte erforderliche Bandbreite. Der Entwurf, die Simulation und die experimentellen Ergebnisse sind in dieser Arbeit enthalten.

Referenz anzeigen

Bewertung der elektromagnetischen Felder, die von einer hochfrequenten MRI-Körperspule bei 64 MHz erzeugt werden: Defeaturing vs. Genauigkeit

Ziel dieser Studie ist eine systematische Bewertung von fünf Berechnungsmodellen einer Birdcage-Spule für die Magnetresonanztomographie (MRT) im Hinblick auf Genauigkeit und Rechenaufwand. Die Genauigkeit der Modelle wurde anhand des "symmetrischen mittleren absoluten prozentualen Fehlers" ("SMAPE") durch Vergleich mit Messungen in Bezug auf den Frequenzgang sowie die elektrische (||E⃗||) und magnetische (||B⃗||) Feldstärke bewertet. Signifikanz: Die computergestützte Modellierung von Birdcage-Körperspulen wird in großem Umfang bei der Bewertung der hochfrequenzinduzierten Erwärmung während der MRT verwendet. Die experimentelle Validierung numerischer Modelle ist notwendig, um festzustellen, ob ein Modell eine genaue Darstellung einer physischen Spule ist.

Referenz anzeigen

Ein neuartiges Verfahren zur Trennung und Lokalisierung mehrerer Teilentladungsquellen in einem Umspannwerk

In diesem Beitrag wird eine neue Methode zur Verbesserung der Trennungsrate und der Lokalisierungsgenauigkeit vorgeschlagen. Es wird eine gerichtete Messplattform mit zwei Richtantennen gebaut. Die Zeitverzögerung (TD) der von den Antennen erfassten Signale wird berechnet, und TD-Sequenzen werden durch Drehen der Plattform in verschiedenen Winkeln erhalten. Die Sequenzen werden mit der TD-Verteilungsfunktion getrennt, und die Richtungen der Multi-PD-Quellen werden berechnet. Die PD-Quellen werden anhand der Richtungen mit Hilfe der Fehlerwahrscheinlichkeitsmethode lokalisiert. Zur Verifizierung der Methode wurde mit XFdtd ein simuliertes Modell mit drei TE-Quellen erstellt.

Referenz anzeigen

Untersuchung von Spulendesigns für die transkranielle Magnetstimulation an einem realistischen Kopfmodell

Dieses Papier zeigt Simulationsergebnisse der transkraniellen Magnetstimulation (TMS) für drei verschiedene Spulen, darunter die Fo8-Spule (Achterspule), die V-Spule und die Butterfly-Spule. In Anbetracht der klinischen Anwendungen wird die Durchführbarkeit von drei verschiedenen Spulen bei TMS analysiert. XFdtd wird verwendet, um die dreidimensionale Verteilung des elektrischen und magnetischen Feldes in einem realistischen Kopfmodell zu erhalten. Diese Studie, die mit einem realistischen Kopfmodell durchgeführt wird, bietet eine tatsächliche Eindringtiefe, Fokalität und Biokompatibilität, die mit einem homogenen Kopfmodell, das in einigen bestehenden Arbeiten verwendet wird, nicht möglich ist.

Referenz anzeigen

Ein breitbandiges, zirkular polarisiertes, konformes endoskopisches Antennensystem für die Hochgeschwindigkeits-Datenübertragung

In diesem Beitrag wird eine konforme zirkular polarisierte Breitbandantenne (CP) für endoskopische Kapselanwendungen im 915-MHz-Band für Industrie, Wissenschaft und Medizin (902-928 MHz) vorgestellt. Die Dicke der Antenne beträgt nur 0,2 mm und kann in die Innenwand einer Kapsel eingepackt werden. Für das anfängliche Design und die Optimierung mit parametrischen Studien wird ein einschichtiger homogener Muskelphantomkasten verwendet. Die Auswirkungen der internen Komponenten im Inneren der Kapsel werden bei der Analyse der Antennenleistung diskutiert, um ein praktischeres Szenario zu realisieren. Darüber hinaus wird ein realistisches menschliches Körpermodell in einer Remcom XFdtd-Simulationsumgebung betrachtet, um die Antenneneigenschaften und die CP-Reinheit zu bewerten und die spezifische Absorptionsrate in verschiedenen Organen entlang des Magen-Darm-Trakts zu bestimmen.

Referenz anzeigen

Vergleich der Leistung von RF-Spulengeometrien für die Hochfeld-MRT des Mausherzens

Multiturn-Spiraloberflächenspulen werden in flacher und zylindrischer Anordnung gebaut und für die Hochfeld-MRT (7,1 T) an Mäusen verwendet. Die kommerziell erhältliche Vogelkäfigspule übertrifft die zylindrische Spiralspule im rSNR um das 3-5-fache. Der umfassende Ansatz und die Methodik, die für den genauen Entwurf, die Simulation, die Implementierung und die Prüfung von Hochfrequenzspulen jeder Geometrie und jedes Typs unter allen Belastungsbedingungen angewandt wurden, können für jede Anwendung der Hochfeld-Mäusekardial-MRT verallgemeinert werden.

Referenz anzeigen

 

Preise anfordern

XFdtd Professionelle Unterstützung 

Ein Jahr Remcom Professional Support (RPS) ist in jedem von Ihnen erworbenen Produkt enthalten. Die Aufrechterhaltung Ihrer Lizenz stellt sicher, dass Sie immer Zugang zum technischen Support haben und kostenlose Produkt-Upgrades erhalten!

  • Persönliche Betreuung: Sprechen Sie direkt mit unseren Ingenieuren
  • Produkt-Upgrades inklusive
  • Lösung von Problemen, einschließlich der Eskalation an die höhere Führungsebene, falls erforderlich
  • Gebührenfreier Telefon- und E-Mail-Support verfügbar

Der Support ist von Montag bis Freitag zwischen 9 und 17 Uhr Eastern Time verfügbar.

Hervorgehobenes Bild

Sparen Sie Zeit und reduzieren Sie Kosten.

Wenden Sie sich noch heute an Remcom, um eine maßgeschneiderte Lösung für Ihre komplexen elektromagnetischen Herausforderungen zu erhalten.

 
Kontakt