Cuando nos planteamos escenarios que requieren simulación electromagnética para resolver algún problema, podemos encontrarnos con problemas de diseño de pequeñas antenas o elementos de RF que pueden resolverse utilizando un Solver de Frecuencia. También puede darse el caso de tener que diseñar una compleja red de adaptación en guía de onda para un array de grandes dimensiones, para el cual un simulador temporal podría ser más conveniente. También podemos encontrarnos con un escenario en el cual una antena va colocada sobre un vehículo y queremos estudiar el efecto del vehículo sobre la antena, para lo cual podemos hacer uso del solver Integral.
Sin embargo, ¿qué ocurre si queremos simular una antena pequeña situada sobre un coche en el interior de una nave y queremos estudiar su efecto sobre otra antena situada en el otro extremo de la habitación? En este caso, como es imposible elegir un solver único que proporcione resultados precisos y eficientes para nuestro problema, existe la opción de dividir el problema en partes y simular el problema completo mediante distintos solvers. A esto se le conoce como solver híbrido.
Si bien es cierto que el solver híbrido no utiliza ningún algoritmo o técnica diferente al resto de solvers, es importante conocer su uso y aplicaciones, ya que un enfoque adecuado hacia este tipo de planteamientos puede ahorrar mucho tiempo y problemas.
La forma de trabajar con este solver es mediante modelos de ensamblado “SAM” (System Assembly and Modeling), es decir, se crean modelos independientes que se integran en un proyecto único, y a partir de este se crea un flujo de trabajo específico en el cual se van simulando las partes de forma independiente y utilizando los flujos de campo calculados en estas simulaciones para simular el modelo completo.
Además, este modo de trabajo permite hacer simulaciones tanto bidireccionales, en las cuales los campos obtenidos de los distintos bloques se integran a la vez en el conjunto del modelo completo y se estudia la influencia que tienen todos los elementos, como también hacer simulaciones unidireccionales, en las cuales los flujos de campo obtenidos se simulan uno a uno y no se tienen en cuenta los efectos de las demás fuentes sobre estos campos.
Este tipo de solver es compatible con solvers en el dominio del tiempo, el solver de frecuencia, el integral y también el solver asintótico.
Entre las principales aplicaciones encontramos la simulación de pequeñas antenas en superficies grandes (como antenas en aviones, barcos, coches o similares), antenas con distintos componentes como reflectores o reflectarrays, estudios de EMC e incluso simulación de los efectos de los campos electromagnéticos sobre el cuerpo humano.
Por último, es importante resaltar que trabajar de esta forma, aunque proporciona innumerables ventajas, requiere un conocimiento más amplio en los diferentes tipos de solvers, más allá de los típicos de tiempo y de frecuencia. Además, también requiere manejo de simulaciones mediante ensamblado y modelado (SAM)
When we encounter scenarios that require electromagnetic simulation to solve a problem, we may come across design challenges for small antennas or RF components that can be resolved using a Frequency Solver. Alternatively, we might need to design a complex waveguide matching network for a large array, for which a time-domain simulator might be more suitable. There could also be situations where an antenna is placed on a vehicle, and we want to study the vehicle's effect on the antenna. In this case, we can use an Integral Solver.
However, what happens when we want to simulate a small antenna located on a car inside a room and study its effect on another antenna located at the opposite end of the room? In such cases, where it is impossible to choose a single solver that provides accurate and efficient results for our problem, there is an option to divide the problem into parts and simulate the complete problem using different solvers. This approach is known as a hybrid solver.
While it is true that the hybrid solver does not use any different algorithms or techniques from other solvers, it is important to understand its use and applications, as a proper approach to these scenarios can save a lot of time and trouble.
The way to work with this solver is through "System Assembly and Modeling" (SAM) models, meaning independent models are created and integrated into a single project. From this project, a specific workflow is created in which the parts are simulated independently, and the calculated field flows in these simulations are used to simulate the complete model.
Moreover, this working mode allows both bidirectional simulations, where the fields obtained from different blocks are integrated into the overall model, studying the influence of all elements, and unidirectional simulations, where the field flows obtained are simulated one by one, without considering the effects of other sources on these fields.
This type of solver is compatible with time-domain solvers, frequency solvers, integral solvers, and also asymptotic solvers.
The primary applications include simulating small antennas on large surfaces (such as antennas on airplanes, boats, cars, or similar), antennas with various components like reflectors or reflectarrays, EMC studies, and even simulating the effects of electromagnetic fields on the human body.
Lastly, it is important to highlight that working in this manner, while providing numerous advantages, requires a broader knowledge of different types of solvers, beyond the typical time and frequency solvers. It also requires proficiency in simulations through assembly and modeling (SAM).
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