公共篇
本周从加州回来,因为飞机晚点的原因大家都非常劳累。但是因为答辩日期的日益临近,大家也都不敢懈怠,积极投入到了工作之中。
周六MST组织了national day的游行,大家见识了各国的风土人情,也平添了一股思乡之情。
图一 在national day上留影
个人篇
孙泽(光电学院13级光电专业)
马上就要进行最终的答辩了,这一周大家都抓紧时间进行最后的冲刺,希望能以最好的状态来迎接答辩。
周一从加州回到罗拉的时候已经是下午一点了,加上旅途劳顿,所以就没有去实验室。周二到实验室之后我首先细读了去加州的五天中Dr. Pommerenke和学长们发的邮件。上周五Dr.Pommerenke在加州进行了一次演讲,介绍了学长和我这两个月以来所做的关于CDE的工作。所以上周四在去加州之前我们给Dr.Pommerenke发了一份项目总结的presentation。Dr.Pommerenke在看过报告之后和在进行完演讲之后给我们的项目提出了很多中肯的建议,并向我们介绍了他关于这个项目之后的进行计划。周三我开始进行USB cable插拔时放电的测试,但发现实验结果和预期并不相符。晚上发现是因为实验所实用的scope box中Vbus和GND之间出现了短路。经过进一步的检查发现了更多问题。所以周五一整天都在进行scope box的debug。因为一直找不到造成短路的原因,我们本来计划实用两块全新的PCB。但是Dr.Pommerenke认为这主要是由于原来的两块PCB实用时间过长,反复修改致使版面上存在焊锡的颗粒所致。所以我们把PCB拆下来之后用酒精进行了清洗,问题也最终得到了解决。
周六我们参见了MST的national day游行。整个游行的队伍浩浩荡荡,没想到罗拉竟然居住着来自这么多国家的人。游行结束之后我们在集市上品尝了来自各个国家的美食,不过最喜欢的还是来自祖国的小吃。
曾晨(启明学院13级信息类数理提高班)
本周周一才从加州回来,周四又到圣路易,所以工作上进展并不大。
工作主要集中在near field sanning,包括在3DMark, Standby_CPU 200 MHz和Youtube这样的三个模式下测量不同频率下的近场分布,下面便是在200.09MHz下的不同模式下的近场分布。结果看似简单,但是测试非常耗费时间,需要在没有信号的屏蔽室里面呆上整天,还是很考验人的。
图二
周五我们参加了一年一度的national day庆祝活动,大家玩的很开心,但是回过头看,我们也到了要决定与被决定是否留在实验室和前路去哪的时候了,有压力,却也乐于接受挑战。
钟阳 (光电学院13级光电信息科学与工程)
5分钟的国奖答辩,我准备了36张slides,写下1500字的草稿,再感谢在现场替我陈述的余丰心同学,隔着11个时区,我收到了一条最好的消息。
图三.感谢
在硅谷,深刻感受到的是创新的力量,是团结的力量。在高科技公司里见识到了技术创新,管理创新,思维创新……在校友聚会上目睹了Lab上一代的辉煌。当我再次回到宁静的罗拉小镇,似乎什么都没有发生过,继续着以前的学习生活。
在第9周完成了Identify the measurement data(辨析,处理实验测试数据)的工作后,这周进入了下一个阶段,那就是针对最大的一项造成电性能(Electrical Performance)差异的因素,进行大量仿真并将结果代入AFR算法中完成De-embedding,与标准量进行对比从而完成AFR算法的敏感性分析。由于这一部分涉及一些核心算法和Code,只做简单介绍:
图四.修改1x in total模型
删去1x in total中的SFP footprint,只保留另一侧的两个MXP Connector,于是整体结构和1x in 2x一致,理论上若两个1x的电性能相同,可以精准地完成De-embedding从而得到SFP的footprint结构的单独的测量结果。实际上1x in 2x和1x in total难免存在差异,比如非对称,模式转换,特征阻抗不匹配等因素或多或少地都会降低De-embedding的精度,如何从算法的角度来抵消这些因素的影响并提高De-embedding的精度就成了该课题研究目的之一。
根据对测试数据的详细分析,传输线的特征阻抗不匹配是对精度产生最大影响的因素之一,在HFSS中仅仅改变传输线的厚度就能实现特征阻抗的变化。为了使仿真更接近于实验测量结果,利用Q2D Extractor快速找到合适的传输线厚度,0.6mil(Default)和0.8mil,两个模型之间的特征阻抗为2.5 ohm左右,与测试数据的TDR曲线中观察到的阻抗差异一致。于是在HFSS的全波仿真模型中进行仿真。
图五.测试数据中的阻抗差异
对于这种较复杂的Full-Wave模型,仿真时间均超过10小时,整理仿真结果的TDR曲线如下图所示:
图六.仿真结果TDR
仿真结果导入*.s4p文件,利用MATLAB Code进行De-embedding,其中涉及大量傅里叶变换,将数据在时域,频域中多次变换处理,最终完成De-embedding。下面展示其中一张流程图:
图七.算法流程图
此阶段的工作仍在继续,以上仅为我这周的工作总结。
刘远卓(启明学院13级种子班)
上周和本周首先进行了天线板TRP的分析,天线板模型中四个天线只留下了一个贴片天线。增加Field Monitor,对不同的频率进行监控。通过对数据进行分析发现,Power accepted = Power simulated*(1-S11^2),Power Radiated = power Accepted-loss in Dielectrics + Metals,Power Outgoing+ Power Accepted = Power Simulated,Power Outgoing = Power Simulated*S11^2。数据基本相符。
图八Power曲线图
接下来进行了三种不同dipole模型的对比:一个dipole和PEC圆环组成的模型,4个dipole围成的正方形以及6个dipole围成的六边形模型。六边形模型的结果相比于正方形,的确有所改善。在对模型加了一定mesh后发现,电场与磁场的值还是有所偏差,三种模型的结果相比于Matlab中通过公式计算的结果相比都偏大。这样一来,对即使是第一种最接近理想模型的结果的都不是太有信心了。翘磊学长建议先研究第一种模型,随着mesh的增加,电场值与磁场值应该趋于稳定值。
图九三种模型的电场与磁场对比
之前关于天线板dipole模型的仿真,采用的是将64个dipole分别进行仿真,得出64个结果后,再将结果通过matlab计算的幅度相位combine起来。现在发现可以在setup solver时就添加Excitation list,这样直接仿真一个combine后的结果,大大减少仿真时间。之前在combine result时就已写好了读取数据的代码,所以这次的实现较为简单。
图十Excitation list通过代码添加的结果
正如之前所说,现在有很多工作需要从HFSS转移到CST中,必须证明两种模型的仿真结果是一致的。关于天线板模型的仿真,之前虽然用Frequency Domain Solver达到了谐振频率为2.5Ghz的结果,但由于一直以来我们所使用的都是Time Domain Solver,因此还需证明Time Domain Solver也可以得到正确结果。于是添加更密的mesh,结果已经从原本的2.2GHz达到24GHz,继续调整相信可以得到准确的结果。
图十一添加mesh后CST、HFSS两种软件结果对比
宋皓升(材料学院13级功能材料专业)
上周,在结束了充实的加州之行后我们回到了安逸祥和的罗拉。由于本周周末,我要去圣路易斯考托福,准备这周几天再好好准备一下,就和Dr. Victor商量了我这周的安排。
Dr. Victor希望我从仿真模拟的角度证实patch在本实验中的问题。我构建了以下的模型,其中水的高度设定为从0到40mm,每10mm进行一次模拟,从而得到图二的数据。
图十二 模型图
图十三 数据图
从图中我们可以看出,随着水厚度的升高,探针所接受到的能量信号并没有按照我们想象的那样下降,这也对应了我们当初实际setup实验的结果,让人很欣慰。
我拿着仿真结果向Dr. Victor询问原因时, 他向我解释道,由于Patch辐射能量场形状的特点当与水接触时,将会因为边缘二级辐射而增强最终辐射的强度,从而导致了水越多接收能量越强的现象。
离我们实习结束还有两个星期的时间,我希望能抓紧最后的时间尽我所能完成项目!
向浩维(启明学院13级自动化理工交叉创新实验班)
这一周,快到了要答辩的时候,大家都显得有些紧张,但是一想到还有两个星期就能回国了,大家的心情又变得快乐起来。但是在周五的时候,我和宋皓升以及曾晨在圣路易斯报名了一场托福,因此周四的晚上就去到了圣路易斯住了一晚,第二天早上去考托福。
这一周,在周一周二周三都没有找到Jim的情况下,我终于在周四的下午约到了Jim,向他报告了一下之前关于Surface Roughness的进展,Jim给了我一些建议,让我在Matlab,femas以及HFSS中对比一下Huray model,在把结果在下周一的时候给他看。
由于周四晚上就去圣路易斯了。于是只在周末两天准备了一下,打算周一向Jim报告一下。
图十四Stack-up
图十五Hemispherical model
图十六Hemispherical model in ADS