Технические разделы

Обзор систем автоматизированного проектирования объемных моделей

сверхвысокий частота фильтр моделирование

В настоящее время основной тенденцией развития программ проектирования радиоэлектронных систем считается интеграция подсистем проектирования, ориентированных на разработку узких классов радиоэлектронной аппаратуры в единую систему, поддерживающую процесс разработки всех устройств от цифровых схем обработки и формирования сигналов до СВЧ схем и антенн. В рамках этой тенденции средства проектирования различных по физике функционирования и методам математического анализа устройств объединяются вместе на базе единой платформы, позволяющей интегрировать результаты работы разных программ с целью создания проекта всей радиоэлектронной системы в целом. Существует возможность интеграции средств проектирования цифровой и аналоговой аппаратуры, которая по большей части является СВЧ аппаратурой.

Для проектирования цифровых устройств создаются методы моделирования устройств и формирования цифровых потоков данных. Группа таких методов получила название косимуляции. Эти методы реализованы в программе Ptolemy, которая является частью мощной среды проектирования радиосистем ADS - Advanced Design System (компания Agilent).

Аналогичная задача решается программой VSS, входящей в наиболее распространенную в России систему проектирования СВЧ устройств MWO - Microwave Office.

Для расчета аналоговой части радиосистем происходит переход от программ, рассчитывающих СВЧ структуры методами теории цепей, к программам, выполняющим полноценный расчет трехмерного электромагнитного поля. Этот переход зачастую необходим, когда многие части реального устройства не поддаются декомпозиции на элементы, которые есть в библиотеке моделей.

В программах электродинамического моделирования используется большое разнообразие математических методов. Метод моментов (МоМ), реализованный в MWO, предназначен для моделирования многослойных печатных схем. Он значительно усовершенствован в системе IE3D - системе трехмерного электродинамического моделирования СВЧ устройств. Программа IE3D позволяет рассчитывать антенные системы сложной конфигурации и анализировать их диаграммы направленности. Она включает десятки утилит, которые значительно расширяют ее возможности, вплоть до анализа нелинейных СВЧ устройств во временной области. Другая программа этой же компании (Zeland) Figelity решает задачу электродинамического моделирования методом конечных временных интервалов FDTD (Finite Difference Time Domain). Этот метод позволяет анализировать более сложные структуры произвольной конфигурации, невзаимные СВЧ устройства (ферритовые вентили, циркуляторы и т.д.).

В настоящее время развитие получила программа High Frequency System Simulator (HFSS) компании AnSoft, которая предназначена для аналиа трехмерных СВЧ структур, в том числе, антенн и невзаимных устройств, содержащих ферриты. Среди новых возможностей AnSoft HFSS можно отметить:

периодические граничные условия, предназначенные для анализа антенных решеток;

систему макросов, значительно расширяющую возможности программы;

подпрограмму анализа собственных колебаний и собственных волн (eigenmode solver);

новые возможности визуализации результатов анализа: анимация картин поля, построение трехмерных диаграмм направленности и т.д.;

адаптивный алгоритм решения электродинамических задач, обеспечивающий высокую эффективность моделирования сложных структур;

возможность анализа многополюсников с многомодовыми портами;

обширные базы данных по СВЧ материалам и СВЧ компонентам;

возможности параметрического анализа и оптимизации параметров структуры.

Электродинамическое моделирование в HFSS основано на использовании метода конечных элементов (Finite Element Method). Решение граничной задачи ищется в частотной области. Использование метода конечных элементов обеспечивает высокую степень универсальности численных алгоритмов, которые оказываются весьма эффективными для широкого круга задач от анализа волноводных и полосковых структур до моделирования антенн и сложных невзаимных устройств.позволяет с высокой точностью рассчитывать внешние параметры СВЧ многополюсников: матрицы рассеяния, матрицы импедансов и пр. Это служит основой для интегрирования HFSS с другими программами проектирования. Рассчитанные S-параметры могут использоваться далее в программах анализа линейных и нелинейных схем, в частности, в программе MicroWave Office, Serenade Ansoft или ADS.[26]

Перейти на страницу: 1 2

Еще статьи по технике и технологиям

Расчет электрофизических характеристик структуры метал-диэлектрик-полупроводник
Основной задачей курсовой работы по дисциплине «Физика полупроводников и диэлектриков» является выяснение физической сущности явлений и процессов, лежащих в основе работы различных полупроводниковых структур и дискретных полупроводнико ...

Усилитель мощности звуковой частоты
Целью выполнения курсового проекта является разработка структурной и принципиальной схем одного из наиболее применяемых типов усилителей: усилителя мощности звуковой частоты (УМЗЧ) в соответствии с техническим заданием, которое приве ...

© 2019 | www.techexpose.ru