Метод разделения видов колебаний при расчете характеристик ЗС ЦСР в программе ANSYS HFSS

Abstract

Представлены результаты разработки методики моделирования электродинамических характеристик (ЭДХ) ЗС ЦСР в программе ANSYS HFSS, аналогичной экспериментальному резонансному методу. Данная методика, основанная на расчете собственных (резонансных) частот короткозамкнутых по плоскостям симметрии отрезков ЗС ЦСР и распределения электромагнитных полей на этих частотах, реализована в виде скрипта на языке Python. В скрипте также реализован предложенный алгоритм разделения близко расположенных видов колебаний резонаторных ЗС. Приведены примеры расчета дисперсионных характеристик ЗС ЦСР в основной (резонаторной) и щелевой полосах пропускания с использованием разработанного алгоритма разделения видов колебаний. На основе экспериментальных данных определены оптимальные параметры вычислительного процесса в ANSYS HFSS, обеспечивающие достаточную точность расчета ЭДХ ЗС ЦСР при приемлемых временных затратах. В резонаторной полосе пропускания ЗС ЦСР рассчитанные значения резонансных частот практически совпадают с экспериментальными. Максимальное отклонение частот вблизи коротковолновой границы резонаторной полосы и длинноволновой границы щелевой полосы не превышает – 0,34 %.

The results of development of modeling methods of electrodynamic characteristics (EDC) SWS CCC in the program ANSYS HFSS, the similar experimental resonance method are presented. This technique, based on the calculation of eigenvalues (resonance) frequencies of section SWS CCC shortcircuited in their planes of symmetry and the distribution of electromagnetic fields at these frequencies are implemented in the form of a script in Python. The proposed algorithm for the separation of closely spaced types of resonator SWS oscillations is also implemented in the script. Examples of calculation of dispersion characteristics of the SWS CCC in the basic (resonator) and slotted bandwidth using the developed algorithm for the separation of oscillations types are given. On the basis of experimental data, the optimal parameters of the computational process in ANSYS HFSS are determinated, providing sufficient accuracy of the calculation of the EDCs of SWS CCC at an acceptable time expenditures. In the resonator band of SWS CCC the calculated values of resonant frequencies practically time expenditures the experimental ones. The maximum frequency variation from the experimental values does not exceed 0.34% near the short–wave boundary of the resonator band and the long-wave boundary of the slot band.