Volume 5 — Simulazione elettromagnetica planare

HAMCODE — RF SOLO IN CODICE · Volume 5 — Differenze finite, FDTD e metodo dei momenti

Il secondo volume sulle microonde: un simulatore elettromagnetico planare scritto nel libro, dentro ASTRIP, per i circuiti che le formule chiuse del volume 4 non descrivono bene. Due metodi, l'FDTD e il metodo dei momenti, scritti a mano e misurati; OpenGL del volume AVA.5 per vedere i campi e per far girare l'FDTD sulla scheda video. Il simulatore del libro non compete con quelli commerciali: il volume misura fin dove arriva e lo dice.

Parte	Capitoli	Pagine
Prima di cominciare	—	8
Prima · Le equazioni	V.1–V.4	54
Seconda · FDTD	V.5–V.11	95
Terza · Il metodo dei momenti planare	V.12–V.18	95
Quarta · Lo strumento	V.19–V.23	68
Progetti	V.24–V.27	54
Appendici	A–C	30
Totale	27 capitoli	≈ 404

Prima di cominciare ○

Prefazione · la collana · che cosa serve del volume 4, del volume 1 e di «Avalonia solo in codice» (OpenGL, i compute shader, i thread) · come è fatto il libro e i percorsi di lettura · il computer e la scheda video delle misure · le librerie e le licenze · convenzioni tipografiche.

Parte prima — Le equazioni

V.1 Perché un simulatore elettromagnetico ○ — dove le formule chiuse sbagliano, misurato sui circuiti del volume 4.
V.2 Maxwell per chi progetta ○ — le equazioni in forma differenziale e integrale, le condizioni al contorno, le unità.
V.3 La sezione della linea alle differenze finite ○ — l'equazione di Laplace nella sezione: impedenza e costante dielettrica efficace, confrontate con le formule del volume 4.
V.4 La sezione con il metodo dei momenti ○ — la densità di carica sui conduttori; il primo metodo dei momenti, piccolo.

Parte seconda — FDTD

V.5 La cella di Yee ○ — campi sfalsati nello spazio e nel tempo; l'FDTD in una dimensione, poi in tre.
V.6 Stabilità e dispersione numerica ○ — il limite di Courant, la griglia, l'errore misurato.
V.7 Bordi che assorbono ○ — Mur e PML; le riflessioni misurate.
V.8 Sorgenti, porte e parametri S ○ — l'impulso gaussiano, le tensioni e le correnti alle porte, la FFT del volume 1.
V.9 Materiali, perdite, conduttori sottili ○ — il substrato, i metalli, la griglia non uniforme.
V.10 FDTD sulla scheda video ○ — i compute shader del volume AVA.5; tempi misurati contro la CPU con i thread e Vector<T>.
V.11 Vedere i campi ○ — piani di taglio animati in OpenGL, il campo che si propaga in un filtro.

Parte terza — Il metodo dei momenti planare

V.12 Equazioni integrali e funzioni di Green degli strati ○ — il substrato a strati, il potenziale vettore e scalare.
V.13 Gli integrali di Sommerfeld ○ — calcolo numerico, singolarità, accelerazione (immagini complesse discrete); il costo misurato.
V.14 La mesh dei conduttori ○ — rettangoli e triangoli, funzioni di base rooftop e RWG, l'infittimento ai bordi.
V.15 Riempire e risolvere la matrice ○ — simmetrie, LU in parallelo, memoria e tempi misurati.
V.16 Porte e de-embedding ○ — dalle correnti ai parametri S, togliere le linee d'accesso.
V.17 Spazzate veloci in frequenza ○ — l'interpolazione razionale; quanti punti servono davvero.
V.18 Correnti e campo lontano ○ — le correnti disegnate, il diagramma di radiazione di un'antenna patch.

Parte quarta — Lo strumento

V.19 Il layout per il simulatore ○ — la geometria che esce dallo schema, porta contro porta; strati, mesh, controllo delle regole.
V.20 KiCad e gli altri formati ○ — l'impronta .kicad_mod, lo stackup e le piste lette dal .kicad_pcb per simularle; Gerber, DXF, Touchstone.
V.21 Blocchi elettromagnetici nel circuito ○ — il risultato del simulatore dentro lo schema del volume 4.
V.22 La verifica ○ — confronto con un simulatore di riferimento usato da fuori e con le misure.
V.23 Limiti e prestazioni ○ — dove il simulatore del libro sbaglia, quanto, e perché.

Progetti

V.24 Filtro hairpin ○ — simulato, costruito, misurato, confrontato con il volume 4.
V.25 Antenna patch per i 2,4 GHz ○ — adattamento e diagramma di radiazione.
V.26 Accoppiatore e divisore ○ — le curve della formula, del circuito, del campo e della misura.
V.27 Il banco completo ○ — dallo schema al layout, dal simulatore al VNA.

Appendici

A. Gli inciampi della simulazione elettromagnetica ○ · B. Riferimento rapido ○ · C. Glossario ○

Stato dei capitoli: ✔ scritto · ✎ in bozza · ○ da scrivere.