时域算法与FPGA双核通信:数值色散控制与DSP应用
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更新于2024-08-08
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"电大尺寸电磁结构的时域仿真实践"
本文主要探讨了时域算法在数字信号处理和FPGA(Field-Programmable Gate Array)中的应用,特别是在解决色散问题和双核并行通信设计上的策略。时域算法在处理麦克斯韦方程时,会遇到数值色散的问题,这会导致模拟波模的传播速度随频率变化,造成非物理现象如波形畸变、各向异性以及虚假折射。数值色散可以通过减小时间和空间步长来控制,但过小的步长会增加计算负担和累积误差。通常,当主要频谱分量的波长大于10倍网格步长时,色散效应可忽略。
时域算法的过程总结如下:首先,输入信号在时域中进行分析,然后通过快速傅里叶变换(FFT)转换到频域,关注特定的带宽。接着,反射信号同样在时域和频域中进行分析,最后通过相除操作得到S11参数,用于频率响应的分析。这种方法能确保不会遗漏任何响应。
在电大尺寸电磁结构的仿真中,CST(Computer Simulation Technology)软件,特别是CST Microwave Studio,被用来应用有限积分法(FIT)进行计算。FIT算法是解决大尺寸物体仿真问题的理想选择。文中详细介绍了如何处理超级电大物体,如使用频域外推和距离外推技术,以及如何仿真和优化大型复杂物体,如卫星天线布局。此外,文章还讨论了仿真技巧,包括利用磁对称面计算天线阵,有效运用部分边界条件(PBA)技术和收敛性分析,以及通过增大最小网格尺寸和使用真实材料属性来提高仿真精度。这些方法对于理解和改善时域仿真中的性能至关重要。
2022-04-17 上传
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Matthew_牛
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