SPICE modelado de cavidades de microondas utilizando un circuito

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Hola, soy nuevo en SPICE y después de investigar un poco sobre el software Spice, necesito ayuda para entender qué tipo y cómo modelar las cavidades de microondas en SPICE. Quiero modelar una cavidad de microondas en SPICE, sin embargo, necesitaré usar una estructura equivalente, ¿puedo usar un circuito LC para hacer esto? El resonador de microondas que estoy tratando de modelar es solo la cavidad utilizada en los laboratorios.

    
pregunta user63377

2 respuestas

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La respuesta a esta pregunta depende de por qué desea modelar la cavidad en SPICE.

Un resonador de cavidades tiene un circuito equivalente muy simple : es solo una red LC. Si está tratando de agregar un filtro de cavidad a una simulación no lineal (como un amplificador de microondas o un oscilador), entonces probablemente esta sea la forma más fácil con herramientas gratuitas: asuma el comportamiento ideal y modele como un circuito LC.

Si no necesita una simulación no lineal (por ejemplo, está haciendo una coincidencia de frontend), recomendaría ver una herramienta de simulación lineal como QUCS. La simulación será mucho más rápida, ya que se reduce a simplemente multiplicar un grupo de matrices-s.

Si, por otro lado, quieres modelar el resonador de microondas, las cosas se ponen un poco más complicadas. La mayoría de las herramientas de simulación de EM se encuentran en la categoría "no barata". Si quieres hacerlo gratis, solo hay algunas opciones:

  • emGine (solo para uso no comercial) es una herramienta gratuita de dominio de tiempo de diferencia finita (FDTD), pero no tiene sido actualizado en un tiempo.
  • OpenEMS es otro solucionador de FDTD gratuito, pero la interfaz es un verdadero problema para el uso: no hay un generador de geometría, por lo que debe especificar todo. geometría desde MATLAB u Octave scripts.
  • FEKO es una excelente herramienta comercial que tiene una edición gratuita limitada en tamaño de malla. Hace FEM de campo completo, MoM y FDTD. La edición gratuita probablemente sería lo suficientemente buena para un resonador de microondas.

En términos de software pagado, realmente no hay nada barato. Si estás en una universidad, puedes obtener una licencia académica barata para uno de los paquetes grandes. Los "tres grandes" simuladores de campo en 3D son ANSYS HFSS, CST Microwave Studio y Altair FEKO. Todos tienen sus ventajas y desventajas, pero para hacer un resonador de microondas deben ser todos equivalentes.

Todos los simuladores de campo 3D darán S-parámetros. Si no está familiarizado con los parámetros S (parámetros de dispersión), son un conjunto de coeficientes que describen la amplitud y la fase de las entradas y salidas a una red multipuerto.

Los parámetros S se definen en el dominio de la frecuencia y son más fáciles de usar con un simulador lineal (como QUCS).

Si necesita realizar una simulación no lineal con sus parámetros S extraídos de la simulación de EM, sus opciones son de nuevo algo limitadas. SPICE es una simulación de dominio de tiempo, y los parámetros S se definen en el dominio de frecuencia. Existen herramientas que pueden generar modelos SPICE aproximados a partir de datos de parámetros S, pero no sé si alguno de ellos es gratuito.

Alternativamente, podrías hacer una simulación de balance armónico no lineal (de todos modos más rápido en las frecuencias de microondas), pero no creo que haya ninguna herramienta gratuita que haga esto. Las dos herramientas "estándar de la industria" para esto son Agilent ADS (caro) y AWR Microwave Office (también caro). Sin embargo, si eres estudiante, puedes obtenerlos gratis.

Espero que esto ayude!

    
respondido por el Peter
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Dudo que SPICE sea un programa adecuado para lo que quieres. SPICE es un simulador de circuitos, por lo que necesitaría un modelo basado en LC o RLC de su estructura de microondas para poder hacer algo con eso en SPICE.

Para obtener un modelo de estructura de microondas, necesitará un simulador EM como Keysight / Agilent Momentum . Esto puede generar un modelo de parámetro S o un modelo de elementos agrupados que podría utilizar en un simulador de circuito como SPICE. Yo no uso SPICE por lo que no puedo decir si esto realmente funcionaría.

Existe una alternativa de código abierto / freeware para SPICE que se llama qucs , tiene un simulador de circuito de microondas que podría ser útil a ti.

    
respondido por el Bimpelrekkie

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