ПРОГРАММНЫЕ СИСТЕМЫ ДЛЯ ЭЛЕКТРОДИНАМИЧЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ СВЧ-УСТРОЙСТВ И ПОЛЕЙ
Для электродинамического моделирования СВЧ-устройств и полей в настоящее время широко применяется программная система Microwave Office.
Эта система включает два основных программных модуля: EMSight и Voltaire XL, которые позволяют решать широкий круг задач, возникающих при проектировании высокочастотных интегральных и монолитных СВЧ-микросхем, антенн, СВЧ-согласующих цепей и фильтров, усилителей, смесителей и автогенераторов [1].
В пакете EMSight для анализа полей используется метод моментов Галеркина, представляющий точный и устойчивый алгоритм электродинамического моделирования.
Здесь также используется алгоритм быстрого частотного свипирования, позволяющий на порядок сократить время моделирования по сравнению с обычным поточечным методом частотного анализа.
Пакет EMSight позволяет анализировать поля в слоистых средах с проводниками произвольной формы, рассчитывать поля антенны в дальней зоне и т.п.
Пакет имеет расширенные графические возможности, которые позволяют разработчикам наблюдать реалистичное анимационное изображение токов высокой частоты, показывающее как амплитуду тока, так и его направление в трехмерном пространстве.
Пакет также имеет обширные возможности для обработки и представления полученных при моделировании результатов.
В пакете программ Voltaire XL используются самые последние разработки методов схемотехнического моделирования.
Модуль пакета, предназначенный для линейного моделирования в частотной области, содержит более 500 моделей сосредоточенных и распределенных элементов СВЧ-цепей, включая микрополосковые, копланарные и щелевые элементы, полые и диэлектрические волноводы.
Для анализа нелинейных устройств используются одно- и многочастотный методы гармонического баланса, для анализа интермодуляционных искажений — ряды Вольтера, конверсионно-матричный метод для анализа смесителей.
В пакете используется высокоскоростной метод шумового анализа, а также интегрированная система описания схем со встроенной поддержкой для файлов систем Spice и MM1CAD.
Пакет позволяет выполнять нелинейный анализ усилителей, смесителей и автогенераторов, нелинейный шумовой анализ, включая анализ фазовых шумов, шумов смесителей, а также нелинейный анализ их устойчивости.
EMSight и Voltaire XL написаны на объектно-ориентированном языке С++, имеют общий дружественный пользователю интерфейс, могут интегрировать в себя новые методы моделирования по мере их появления.
Microwave Office работает под управлением 32-разрядных операционных систем, таких как Windows 95, Windows 98, Windows NT, и оптимизирован для работы под ними.
Фирмой EAGLEWARE создана универсальная программная система Genesys, предназначенная для проектирования
LC-фильтров, усилителей, смесителей и автогенераторов, распределенных СВЧ-согласующих цепей и фильтров, активных фильтров, выравнивателей группового времени задержки и других элементов РЭУ.
Система Genesys включает множество программных модулей, основными из которых являются SuperStar Pro, Schemax, Layout, Filter, Oscillator, Match, T/Line и др.
Пакет SuperStar Pro представляет собой высокоскоростную программу для моделирования радиочастотных цепей, содержащую множество моделей пассивных компонентов цепей как СВЧ, так и более низкочастотных диапазонов.
Активные компоненты радиочастотных цепей моделируются с использованием S-параметров.
При моделировании допускается произвольное число портов в цепи.
В процессе работы программы могут вычисляться различные импедансные и адмиттансные характеристики рассеяния, а также распределения полей по проводникам моделируемого устройства.
Пакет Schemax позволяет на интуитивном уровне создавать графические образы моделируемых элементов РЭУ для передачи описания в SuperStar Pro.
Программа импортирует файлы описания цепей из систем DesignCenter, DesignLab и других стандартных форматов описания цепей СВЧ.
Пакет Layout позволяет по описанию моделируемого устройства в SuperStar Pro и Schemax синтезировать его топологию и представить трехмерную анимационную картину распределения токов по проводникам.
Он обеспечивает возможность использования в устройстве до 128 слоев, включая металлизацию, диэлектрические подложки, монтажные слои и т.п.
Программа содержит большую библиотеку геометрических образов пассивных и активных компонентов СВЧ-цепей.
Выходной файл программы Layout соответствует DXF-файлу системы AutoCAD.
Различные модификации пакетов Filter и программы Oscillator позволяют синтезировать разнообразные типы СВЧ-, LC- и активных фильтров, автогенераторов и усилителей с выполнением анализа шумов.
Пакет Match предназначен для синтеза сосредоточенных и распределенных согласующих цепей, включенных между двумя произвольными комплексными нагрузками.
Пакет позволяет решать задачи максимизации полосы пропускания при заданном уровне отражения сигнала либо минимизации отражения в заданной полосе частот.
Пакет T/Line позволяет выполнять анализ и синтез одиночных и связанных передающих линий различной конфигурации по их геометрическим или электрическим характеристикам.
В системе Genesys используется совершенный графический интерфейс, поддерживается библиотека для нескольких тысяч выпускаемых промышленностью активных и пассивных компонентов.
Система Genesys имеет пользовательский интерфейс, полностью совпадающий со стандартным интерфейсом программного обеспечения фирмы Microsoft, снабжена многочисленными файлами помощи, что делает ее удобной для использования и легкой для освоения.
|