fem Vs MoM - sebuah diskusi

[arunkumar]

Fem dan MoM merupakan dua teknik utama numerik yang
todays EM Modeling mengandalkan.Aku tahu bahwa waktu yang diambil oleh kedua numerik teknik tinggi & dipakai banyak memori juga.Dan besar, hasil yang dihasilkan oleh fem jauh lebih baik bila dibandingkan eksperimen dibandingkan dengan mereka yang diproduksi oleh MoM.Saya perlu beberapa waktu nyata fakta / alasan yang membuktikan fem (terbatas elemen pemodelan) melakukan lebih baik dari MoM (metode moments).

 

[rautio]

Hi Arunkumar - fem adalah volume meshing pendekatan.MoM biasanya permukaan meshing pendekatan.Meshing volume yang lebih tepat untuk sebagian besar 3-D acak geometries.MoM biasanya khusus untuk planar geometries dan lebih sesuai untuk sebagian besar planar geometries.

Dalam sebagian besar (tetapi tidak cukup semua) kasus, saya mempertimbangkan aplikasi dari setiap volume meshing teknik planar ke sirkuit menjadi murni kesalahan, kesalahan yang serius dalam rekayasa penghakiman.

Hal yang sama persis adalah benar (untuk banyak kasus) sebaliknya, jika Anda menerapkan planar MoM alat untuk 3-D struktur acak.(You
don't say jenis struktur Anda mencoba menganalisis.)

It is OK untuk menjadi skeptis tentang pernyataan di atas.Namun, saya juga berharap Anda akan memilih untuk menjadi skeptis tentang siapa saja membuat pernyataan bahwa fem selimut adalah lebih baik daripada MoM.

Yang lebih mudah untuk menguji sendiri.Untuk melihat MoM yang lebih baik, pilih planar struktur sederhana, misalnya, panjang transmisi baris.Jika Anda menggunakan stripline (tanah-dielectric-data-dielectric-tanah), bahkan ada jawaban yang tepat.Menganalisa dalam setiap volume mesher, dan di permukaan mesher (anda bisa mendapatkan gratis mesher permukaan dari perusahaan www.sonnetsoftware.com, hanya men-download-nya, tidak ada habis-waktu).Menetapkan sekitar meshing ukuran yang sama pada kedua perangkat.MoM yang akan memerlukan alat, untuk ukuran mesh khas, baik di bawah satu detik untuk suatu masalah sederhana.Tergantung pada pilihan Anda geometri, volume mesher akan 100x atau bahkan 1000x lagi untuk menganalisis meshing kepadatan yang sama.

Sekarang, melihat distribusi saat ini.MoM distribusi yang saat ini biasanya akan menjadi lancar, dengan kuat pada saat ini semua ujung-ujungnya tajam, dan memiliki tampilan fisik sehat.Kemudian memeriksa volume meshing sekarang distribusi.Jika terlihat acak-acakan dan tidak kuat tinggi saat ini di Tepi tajam (diperlukan oleh Maxwell's equations), Anda harus memperbaiki solusi dan / atau meshing bahkan lebih.Hal ini membuat analisis lanjut bahkan lebih.

Jika Anda ingin membuktikan bahwa volume meshing lebih baik, hanya melakukan hal yang sama seperti di atas, hanya memilih 3-D struktur acak (say, yang berusaha untuk waveguide adaptor).

Setiap sekarang dan kemudian saya ketemu ini gagasan bahwa volume meshing (fem khususnya) lebih baik dari MoM.Hal ini benar jika masalah tersebut sesuai untuk volume meshing dan tidak sesuai untuk MoM.Tetapi untuk planar circuits, dan untuk planar MoM, MoM (semua MoM!) Adalah jauh (pesanan dari besarnya) lebih baik dari volume meshing baik dalam akurasi dan kecepatan.(Karena keduanya masing-masing pendekatan memiliki kelebihan dan kekurangan untuk berbagai macam masalah, saya sering menyarankan satu harus mendapatkan keduanya, jika anggaran memungkinkan.)

 

[irfan1]

Dear rautio,
Alat yang akan lebih baik untuk logam hanya struktur?FDTD?Fem?MOM?Harus spesifik dan memungkinkan kami telah berkata kisi logam dengan lubang di atasnya dan kami ingin mensimulasikan struktur ini.Logam memiliki ketebalan tertentu.

 

[rautio]

Hi Irfan1 - I think you mean logam kosong (tidak ada dielectric).Jika ia adalah kawat mesh, saya akan serius mempertimbangkan salah satu NEC (electromagnetic kode numerik), yang dirancang untuk kabel antena.Anda hanya memperlakukan grid kawat sebagai antena.NEC kode harga berkisar dari bebas untuk beberapa ribu dolar, jauh lebih murah daripada komersial EM kode (seperti kita sendiri Sonnet).

Jika anda memerlukan hasil band luas, saya akan merekomendasikan FDTD (terbatas Perbedaan Waktu Domain), atau, esp.yang relatif dekat FIT (terbatas Integrasi Teknik).Menurut pendapat saya, FIT biasanya unggul (itulah sebabnya kami mewakili terkemuka alat komersial, CST, di Amerika Utara), tetapi tentu ada ruang untuk berbeda pendapat mengenai hal ini, dan juga tergantung pada masalah.

Saya akan memerlukan informasi lebih lanjut tentang masalah spesifik dan jenis hasil Anda perlu membuat rekomendasi yang lebih baik.Informasi tambahan dapat mengubah recomendation sepenuhnya.

 

[adel_48]

Hai,

tentang MoM dan fem, saya telah diprogram untuk kedua metode, saya setuju dengan Mr rautio MoM yang lebih baik, tetapi jumlah sel mata bukanlah satu-satunya faktor, sejak fem sel yang besar dan matriks sangat besar tetapi umumnya yang tipis matriks dan dapat dengan mudah dipecahkan dengan tidak seperti yg berulang solvers padat dan kurang matrices kondisi yang umumnya disebabkan oleh MoM, juga tidak ada waktu tunggal dan normal integrations seperti MoM.Selain itu, dalam modelling perangsangan MoM yang umumnya masalah dan kita harus model yang tepat perangsangan (misalnya sebuah waveguide gembira dengan TE10 atau konektor coaxial gembira dengan BANDUNG gelombang akan terlalu sulit untuk model MoM) Juga untuk Microstrip struktur MoM membutuhkan de - embedding skema yang dalam beberapa kasus hak milik.

Namun, saya kira yang besar untuk buka struktur yang tidak memerlukan terlalu banyak permukaan meshcells MoM harus dengan metode (keduanya tentang akurasi dan waktu), untuk struktur kecil yang ditutup (misalnya cavities filter atau WG) Saya akan merekomendasikan fem.Untuk inhomogeneous media dan / atau terlalu banyak antarmuka fem atau FDTD harus digunakan sesuai dengan rentang frekuensi dari struktur.

Salam,
Adel

 

[rautio]

Hi Adel_48 - Saya setuju dengan kebanyakan komentar Anda.Namun, bagi planar struktur dalam perisai lingkungan, Green's fungsi adalah jumlah Sines dan cosines.Tidak ada nasty integrations (seperti yang ada di lingkungan unshielded).Selain itu, planar MoM memerlukan integrasi 4-D (2-D melalui sumber ayat dan lebih dari 2-D bidang subbagian).Dalam unshielded, ini harus dilakukan angka.Dalam perisai MoM, yang Sines di Green's fungsi hanya pergi ke cosines,
dll Semua bidang / sumber integrasi dilakukan analitis.Semua yang dilakukan adalah ke kiri ke jumlah yang Sines dan cosines, dan yang dilakukan dengan FFT.

Anda benar bahwa sebagian besar de-embedding dilakukan planar MoM adalah hak milik.Sonnet (perusahaan saya) adalah sebuah perkecualian, dengan de-embedding sepenuhnya dipublikasikan.Fem, dan volume meshing alat lainnya dapat benar-benar meluncurkan sebuah pesawat gelombang atau BANDUNG mode, dll, dan maka tidak de-embedding diperlukan.Ini memang sebuah keuntungan jika dapat dilakukan.Namun, dalam peluncuran gelombang inhomogeous dalam media (dengan kehilangan atau dengan lebih dari satu dielectric konstan), Zo tidak diketahui.Mereka harus menghitung itu, dengan asumsi Anda ingin tahu apa Anda Zo S-parameter yang normalized.Kira-kira ini berkaitan dengan planar MoM de-embedding.Masalahnya adalah definisi dari Zo fuzzy adalah untuk kasus-kasus ini, perbedaan lebih dari 10% menjadi mungkin tanpa banyak kesulitan.Perbedaan ini berkontribusi langsung ke ketidakpastian dalam data yang dihasilkan.

Sebaliknya, de-Sonnet embedding tidak menggunakan Zo ke de-diembed.Ini mungkin kedengaran seperti pernyataan yang sangat aneh jika anda hanya digunakan untuk perjalanan gelombang konsep untuk de-embedding.Sonnet tidak menggunakan yang baik.Saya dengan senang hati akan memberikan referensi untuk membaca dua atau jika anda tertarik.

Sewenang-wenang untuk struktur di lingkungan tameng, satu atau lain dari volume meshing alat akan terbaik.Mungkin fem.Mungkin tidak.Tergantung pada masalah.

 

[adel_48]

Dear
Dr Rautio,

Terima kasih
Dr rautio, Sebenarnya Anda membuat saya kembali yang sangat penting, karena kebanyakan saya telah bekerja pada antena sehingga saya tertarik terutama di ruang hijau
dari fungsi yang tunggal untuk menjadi beberapa sel dan dalam banyak kasus tidak dapat diintegrasikan dengan mudah , sehingga kebanyakan saya didasarkan pada gagasan ini.

Saya setuju sepenuhnya dengan Anda bahwa dalam struktur yang ditutup integrations hijau
dari fungsi yang lebih sederhana dan dapat dilakukan dengan mudah.

Tetapi masih ada beberapa MoM berbasis perangkat lunak komersial seperti WIPL-D yang menggunakan ruang hijau
dari fungsi dan IE3D yang menggunakan media berlapis hijau
dari fungsi.

Saya pikir asumsi yang ditutup struktur mungkin tidak berlaku untuk planar struktur khusus, misalnya apabila ada slot radiating pesawat di dalam tanah.Saya pernah simulasi sebuah DGS di Kantor mikro (a MoM berbasis simulator yang ditutup dengan menganggap struktur) dengan hasil yang tidak sama dengan pengukuran, jadi saya digunakan mikro Studio sekali dengan sempurna E batas conidtions (sekitar dan memberikan hasil yang sama seperti mikro kantor) dan lainnya buka perbatasan dengan kondisi yang sangat baik kesepakatan dengan pengukuran.

Sebenarnya, saya sangat tertarik dengan de-embedding sonnet teknik yang digunakan dalam perangkat lunak.Saya akan senang jika Anda dapat memberikan beberapa sumber me about it.Seorang teman saya menggunakan sonet dalam struktur planar (terutama co-planar dengan multi-layer) dan dia mendapat hasil yang sangat baik digunakan.

Juga ada titik kecil saya tidak menyebutkan conerning FDTD, masalah jika meluncurkan modus dalam domain waktu.Tertutup untuk non memencarkan struktur, peluncuran modus sangat lurus ke depan, namun untuk memencarkan struktur meluncurkan mode dapat mengakibatkan hasil yang tidak akurat.Saya pernah mencoba mensimulasikan sebuah dielectric rod antena menggunakan FDTD tapi saya dihadapkan dengan masalah besar karena melintang di bidang distribusi dengan pelabuhan perubahan frekuensi (frekuensi rendah di bidang ini terkonsentrasi di luar tongkat, frekuensi yang lebih tinggi untuk menjadi terkonsentrasi di dalamnya ) dan satu-satunya metode yang dapat dilakukan adalah secara de-embedding (yang saya tidak tahu cara menerapkan dalam kasus disebabkan kuat memencarkan properti dari struktur di pelabuhan) atau dengan mengambil inverse fourier transform dari analitis bidang distribusi dikalikan dengan gaussian pulse dalam domain frekuensi dan menggunakannya untuk menggairahkan struktur dalam domain waktu, tapi saya tidak menemukan FDTD komersial perangkat lunak yang menggunakan metode ini.Saya pikir dalam kasus seperti domain fequency teknik seperti fem atau FDFD adalah satu-satunya jalan.

Salam,
Adel

 

[rautio]

Hi Adel - Terima kasih atas hati-hati mempertimbangkan komentar saya, dan untuk memberikan komentar Anda.

Saya hanya memiliki tinggi tingkat pemahaman FDTD, jadi saya tidak dapat berkomentar mengenai observasi Anda rinci ada, tapi komentar Anda lakukan pasti suara yang masuk akal untuk saya.Hal ini tentunya sangat sangat jelas bahwa satu membatasi diri hanya satu atau dua alat EM sering merupakan kesalahan besar.

Adapun pada kertas Sonnet de-embedding, yang terbaru adalah:

James C. Rautio dan Vladimir I. Okhmatovski, "perpaduan dari dua kali Delay dan Soc Electromagnetic Deembedding," IEEE Transaksi di mikro Teori dan Teknik, Vol.53,
No 9, September 2005, hal 2892 - 2898.

dan karya asli saya adalah:

JC Rautio, "J De-Embedding Algoritma untuk Electromagnetics," International Journal of Microwave & milimeter-Wave-dibantu Teknik Komputer, Vol.1,
No 3, Juli 1991, hal.282-287.

Saya juga dipecahkan masalah internal embedding de-port tepat.Internal pelabuhan yang penting untuk SMD, Transistor di RFIC, dan bahkan dalam kekuasaan FET modeling.(Baru Kamis terakhir, yang sangat luas EM peneliti berkata seperti itu adalah solusi mustahil!) Karya ini adalah:

James C. Rautio, "yang Deembedding Efek dari Lokal Ground Plane di Electromagnetic Analysis," IEEE Transaksi pada mikro Teori dan Teknik, Vol.53,
No 2, Februari 2005, hal.770-776.

Jika Anda ingin menemukan lebih banyak pada karya Sonnet, pergi ke www.sonnetsoftware.com, klik Produk-> Sonnet Bibliografi.Anda dapat memperoleh pertama dan ketiga dari makalah IEEE Xplore, atau email yang saya dapat pdf apapun dari mereka kepada Anda, saya hanya memiliki alamat email, atau email yang meminta info (at) sonnetsoftware.com.

Untuk terminologi, sekarang saya selalu berkata "tameng" dan "unshielded".Aku berbicara dengan banyak pemula di EM dan saya telah menemukan beberapa kebingungan ketika kita berkata "tertutup" dan "terbuka".Kadang-kadang pemula berpikir "tertutup" berarti tidak Sonnet ke hal yang lain, ketika kita benar-benar ke lebih dari kerangka lain alat out there.Dan di sisi berlawanan, ada beberapa alat yang unshielded ke hanya satu kerangka, mereka memang paling tidak "terbuka", walaupun mereka unshielded.

Saya selalu merekomendasikan memiliki setidaknya satu tameng dan satu alat untuk unshielded planar EM desain.Penting untuk ( "harus bekerja pertama kali") desain, satu harus menganalisis sirkuit di kedua, seperti yang telah dilakukan.Setiap perbedaan harus dipahami sebelum masuk ke akal.Dalam kasus yang dijelaskan, saya menduga bahwa unshielded memberikan analisis yang lebih cocok untuk pengukuran karena Anda diukur itu unshielded.Jika hal ini terjadi, maka kita dapat menyimpulkan bahwa dalam kotak sidewalls tameng analisis ada beberapa efek di sirkuit.Ini berarti bahwa kolom dari sirkuit memperpanjang ke kotak sidewalls dimana berada.Artinya, jika Anda menempatkan komponen elektronik lainnya pada jarak, mereka cenderung ke beberapa sirkuit.Hal ini penting untuk mewujudkan sebelum pembikinan.Anda tidak ingin memiliki sistem integrasi orang-orang yang datang setelah anda dengan baseball bats!Analisis dengan baik dan tameng unshielded memungkinkan Anda melakukan koreksi sebelum pembikinan.