Integração de Python com HFSS para dispositivos de microondas
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Data
2023-05-26
Autores
Pagni, Milena Ferreira
Título da Revista
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Editor
Universidade Estadual Paulista (Unesp)
Resumo
A simulação computacional revolucionou o processo de fabricação nas indústrias, diminuindo a
quantidade necessária de construções dos protótipos, diminuindo o tempo e, consequentemente, o seu
custo. No meio de telecomunicações, um software muito utilizado é o HFSS, por meio dele é possível
realizar análises de parâmetros como: coeficiente de reflexão, impedância de entrada e ganho. Porém,
apesar de realizar simulações bastante contingente com a realidade, possui uma grande desvantagem,
principalmente no âmbito dos projetos comerciais: não apresenta flexibilidade para implementar as
otimizações. A flexibilidade é fornecida por linguagens de programação de alto nível, entretanto, a sua
solução não é muito eficiente comparando com os softwares computacionais de eletromagnetismo. A
integração do software HFSS com uma linguagem de programação, como Python, solucionaria esse
problema, porém, apesar da existência de uma biblioteca no Python para a integração, a documentação
não é clara. Desta forma, este trabalho buscou demonstrar uma integração passo a passo do HFSS
com o Python para um projeto de uma antena patch microstrip. Tal antena foi projetada com uma
frequência central de 10 GHz, impedância de entrada de 50 ohms, substrato Duroid 5880 e a altura de
0,787 mm. Utilizando tais características foi descoberta as dimensões faltantes. Em seguida, foi
realizado a preparação e instalação das bibliotecas necessárias. Posteriormente, foi criado, configurado
e executada a análise da antena. Por fim, com os dados obtidos, realizou-se uma representação gráfica
e uma discussão dos resultados obtidos.
Computational simulation has changed many production processes in industry, then, less prototypes were needed, bringing a save of money and time. In the field of Telecommunications, HFSS is a software commonly used for parameters analysis, such as reflection coefficient, input impedance and gain. However, despite the excellent results obtained when compared to experimental analysis, optimization process is a challenge. Many software languages are used as the key, otherwise, their efficiency is not as high as others electromagnetism software’s. Connecting a software language, such as Python, and the HFSS may solve this issue. Although, the documentation of a framework which links both methods, is not totally clear, bringing some challenges in Its usage. Considering this trouble, this present study aims to show an integration, step-by-step, of both tools by using a patch microstrip antenna. The antenna was developed with a natural frequency of 10 GHz, 50 ohms of impedance, 0.787 mm of height and Duroid 5880 as the substract material. Using all these parameters, the other dimensions of the antenna were found. After, frameworks for the connection between both tools were configured and installed, enabling the analysis in HFSS. Finally, some data related to the analysis was extracted, and some graphic representations were made.
Computational simulation has changed many production processes in industry, then, less prototypes were needed, bringing a save of money and time. In the field of Telecommunications, HFSS is a software commonly used for parameters analysis, such as reflection coefficient, input impedance and gain. However, despite the excellent results obtained when compared to experimental analysis, optimization process is a challenge. Many software languages are used as the key, otherwise, their efficiency is not as high as others electromagnetism software’s. Connecting a software language, such as Python, and the HFSS may solve this issue. Although, the documentation of a framework which links both methods, is not totally clear, bringing some challenges in Its usage. Considering this trouble, this present study aims to show an integration, step-by-step, of both tools by using a patch microstrip antenna. The antenna was developed with a natural frequency of 10 GHz, 50 ohms of impedance, 0.787 mm of height and Duroid 5880 as the substract material. Using all these parameters, the other dimensions of the antenna were found. After, frameworks for the connection between both tools were configured and installed, enabling the analysis in HFSS. Finally, some data related to the analysis was extracted, and some graphic representations were made.
Descrição
Palavras-chave
Simulação (Computadores), Python (Linguagem de programação de computador), Antenas (Eletronica), Telecomunicações