Microunde

L.1 Instrument software de simulare a propagarii microundelor

Mefisto  2D

Obiectiv: Invatarea modului de lucru cu simulatorul Mefisto-2D

Intrebari de reper:

- Ce este Mefisto-2D si ce metoda de analiza utilizeaza ?

- Care sunt caracteristicile principale ale instrumentului de simulare Mefisto-2D ?

- Care sunt cele 3 moduri de afisare disponibile in Mefisto-2D ?

- Ce este un ghid de unda ?

- Ce este un material dielectric ? Amintiti-va cateva exemple.

- Definiti coeficientul de reflexie.

- Definiti modurile de propagare TEM, TE si TM.

Prezentarea Simulatorului

Simulatorul Mefisto (Multi-purpose Electromagnetic Field Simulation Tool) este utilizat pentru analiza bidimensionala a structurilor electromagnetice de diferite forme. Metoda de analiza este aceea a modelului liniei de transmisiune (TLM  Transmission Line Model).

Se utilizeaza o structura uniforma de celule patrate pentru modelarea comportarii campurilor. Algoritmul TLM este rezolvat in domeniul timp. Acest lucru implica calcularea raspunsului in timp al structurii la diferite excitatii. Caracteristicile de frecventa, cum ar fi parametrii S sau pierderile, sunt extrase dupa sau in timpul simularii cu ajutorul transformatei Fourier discrete.

Simulatorul poate reprezenta evolutia in timp a campurilor electromagnetice si a puterii disipate atat continuu cat si pas cu pas, atat inainte cat si inapoi.

Caracteristicile principale ale simulatorului pot fi grupate astfel:

- arhitectura structurilor electromagnetice analizate, incluzand peretii, proprietatile dielectrice si magnetice, pierderile, subregiunile neliniare, sursele si probele, sau regiunile de animatie, sunt introduse direct cu ajutorul mouse-ului intr-un spatiu discretizat reprezentat de reteaua TLM, ca in orice program de desenare. Utilizatorul poate defini marimea celulelor, latura acestora (ele fiind patrate) fiind notata cu ”l.

- functiile de excitatie pot fi selectate fie dintr-un meniu prestabilit, care permite alegerea unor variate forme de unda standard, la care se pot modifica o serie de parametrii, fie pot fi definite noi forme de unda de catre utilizator.

- raspunsul in timp al structurii poate fi observat si reprezentat simultan cu ajutorul a maximum trei sonde de analiza numite probe impreuna cu transformatele Fourier asociate acestora care reprezinta faza si amplitudinea raspunsului in frecventa.

Laborator Tehnica Microundelor

- se pot vizualiza intr-o reprezentare spatiala tridimensionala componentele campului electromagnetic si evolutia lor in secvente de animatie. Puterea care se pierde intr-un mediu cu pierderi poate de asemenea sa fie vizualizata.

- raspunsul in timp si in frecventa, formele de unda ale excitatiei, modificarile parametrilor si imaginile campurilor pot fi afisate si printate. Datele pot fi salvate in fisiere pentru a putea fi utilizate ulterior.

- simulatorul prezinta o serie de alte facilitati

Pe scurt, Mefisto combina functiile unui reflectometru in domeniul timp, un analizor de retea vectoriala pentru domeniul microundelor si undelor radio, un analizor de spectru, un procesor de semnal si un sistem video de reprezentare.

Utilizarea simulatorului

La pornirea simulatorului pe ecran apare o arie rectangulara formata din 17x11 patrate, reprezentand o retea sau o grila bidimensionala care va modela un dispozitiv, vazut de sus.