новости
о компании
продукция
карта сайта
гостевая
youtube
контакты

µWave Wizard - синтез и моделирование волноводных СВЧ устройств

www.mician.com

 

В основании компании Mician лежит идея обеспечения СВЧ инженеров быстрым и точным инструментарием, позволяющим существенно ускорить  процесс разработки и сократить длительность цикла проектирования. Основной идеей было избежать применения 3D вычислителей везде, где это возможно, и сфокусироваться на применении метода согласованных мод (Mode-Matching) и его производных для анализа СВЧ структур, в том числе и таких, где на первый взгляд, избежать полного 3D EM анализа невозможно. Нынешняя версия пакета μWave Wizard представляет собой оригинальную программную реализацию этого мощного метода моделирования в комбинации с эргономичным пользовательским интерфейсом, обеспечивающим требуемую гибкость и открытость.

После десяти лет активной работы в области проектировании СВЧ устройств, многочисленных публикаций и выступлений на различных конференциях, в 1998 году группа известных немецких ученых решила основать компанию Mician.

Весь следующий год группа посвятила разработке мощного вычислительного ядра и графического интерфейса своего нового продукта, который позднее получил название μWave Wizard. В результате этих усилий в начале 2001 года на рынок вышла первая официальная коммерческая версия продукта μWave Wizard v4.0.

Благодаря своей производительности, точности и дружественности интерфейса продукт быстро нашел поклонников по всему свету, тем самым открыв историю успеха компании Mician и торговой марки μWave Wizard.

Сегодня инженеры и разработчики многих ведущих компаний мира крайне продуктивно используют продукт µWave Wizard в своей повседневной работе и очень положительно отзываются об уровне технической поддержки и качестве обновлений, каждый раз включающих в библиотеки новые элементы. На фоне всего этого специалисты компании Mician, кто уже неоднократно продемонстрировал свои возможности в многочисленных публикациях на конференциях IEEE MTT, IEEE MTT-S, ANTEM, EuMW, APMC и др., продолжают непреклонно совершенствовать свой продукт, делая пакет μWave Wizard все более и более мощным. В последнюю версию продукта были добавлены несколько новых реализаций математических методов, расширив тем самым его функциональность.

В 2005 году компания Mician решила расширить поставляемую линейку продуктов. Сейчас фирма помимо пакета μWave Wizard через отдельные специализированные подразделения компании поставляет и поддерживает программное обеспечение Protheus, предназначенное для моделирования антенн и решения иных задач, связанных с излучением и распространением радиоволн. Стала возможной программная оценка эффективной отражающей поверхности летательных аппаратов, а также анализ диаграмм направленности малогабаритных антенн, расположенных на электрически больших объектах.

Пакет μWave Wizard представляет собой специализированное программное обеспечение для проектирования СВЧ устройств, использующее метод согласованных мод (Mode-Matching), который наилучшим образом подходит для моделирования и оптимизации пассивных СВЧ устройств и антенн. Метод согласованных мод и его производные (быстрые гибридные методы граничного контура (MM / boundary contour) и конечных элементов (MM / finite-element method) обеспечивают непревзойденную скорость и точность вычислений для этих задач.

Секрет быстродействия пакета μWave Wizard кроется в использовании метода согласованных мод (Mode-Matching) и его производных для анализа сложных трехмерных структур, где на первый взгляд, избежать полного 3D EM анализа невозможно. Тем не менее, для структур с очень сложной геометрией в пакете μWave Wizard сейчас реализован 3D FEM вычислитель, обеспечивающий ряд функциональных возможностей недоступных в методе согласованных мод (MM).

Мощный набор численных методов, реализованных в пакете μWave Wizard, дополняется простым и эргономичным пользовательским интерфейсом, обеспечивающим требуемую гибкость и открытость. Дальнейшее развитие пакета предполагает последовательную реализацию последних теоретических и математических подходов анализа СВЧ устройств.

Типичными приложениями для программы μWave Wizard являются пассивные волноводные структуры и компоненты, такие как волноводные и комбинированные фильтры, мультиплексоры, ответвители, переходы, рупорные антенны, кластерные фидерные системы, поляризаторы, мосты и многое другое. Библиотеки программы объединяют свыше 230 различных волноводных, комбинированных и коаксиальных элементов.

Для моделирования частотных характеристик сложных волноводных структур вся конструкция разбивается на отдельные блоки, имеющие эквивалентные библиотечные модели. Программа рассчитывает параметры рассеяния для каждого отдельного блока, после чего в многомодовом режиме выполняет сквозное моделирование частотных характеристик всей структуры. Таким образом, строго учитывается взаимодействие мод высокого порядка. Использование типовых библиотечных блоков позволяет отказаться от построения полной трехмерной модели всей анализируемой структуры. Так как большинство размеров сопрягаемых элементов параметризованы, создание и изменение проекта занимает считанные минуты. Параметризация размеров дает возможность пользователю быстро переходить от анализа к оптимизации посредством назначения их в качестве варьируемых переменных. Окно управления оптимизатором позволяет просто и наглядно задать цели оптимизации для различных характеристик, выбрать метод и тип целевой функции.

 

Синтез

Пакет µWave Wizard включает специальный модуль, дающий возможность быстро и легко синтезировать различные частотно-избирательные волноводные устройства и плавные переходы. Формализованное техническое задание определяется в последовательно появляющихся диалоговых окнах Мастера синтеза, который запускает алгоритм синтеза полосно-пропускающих фильтров Чебышева и Баттерворта. В результате работы программы создается параметризованная схема устройства, полностью подготовленная для последующего анализа и оптимизации. Аналогичный Мастер позволяет автоматически генерировать геометрию волноводных трансформаторов сопротивлений.

 

Оптимизация

Программа µWave Wizard содержит несколько оптимизаторов, позволяющих автоматически настраивать схему согласно заранее заданным критериям. Пользователь в специальном окне описывает критерии оптимизации, которые представляют собой полосы пропускания и запирания с заданным ослаблением и весовыми коэффициентами. В процессе оптимизации рассчитываемые частотные характеристики разрабатываемого устройства отображаются на графике вместе с критериями оптимизации, которые могут быть оперативно изменены с помощью специальных функций пользовательского интерфейса. В отдельном окне отображается график изменения целевой функции.

 

Программа просмотра NTL-3D

Модуль NTL-3D позволяет просматривать трехмерное изображение проектируемого в µWave Wizard устройства, описанного файлом схемы или списком соединений. Модуль просмотра не имеет никаких ограничений по числу используемых моделей, сложности структуры, количеству портов и может отображать даже неправильно определенные или сопряженные элементы. Найденные ошибки отображаются непосредственно на трехмерном изображении с помощью специального маркера в виде красного знака вопроса. Функции экспорта структур в форматах STL и DXF дают возможность выполнять полное трехмерное EM моделирование в специализированных пакетах, а также построцессорную обработку для фрезеровальных станков с ЧПУ.

 

µWave Yield

Специальный модуль µWave Yield позволяет выполнять анализ и оптимизацию процента выхода годных изделий для проекта любой сложности. Эта функция бывает чрезвычайно полезна для определения чувствительности проекта к точности выполнения отдельных базовых элементов. Пользователь имеет возможность задавать допуски на геометрические размеры элементов разрабатываемого устройства. Модуль выполняет определенное число запусков анализа при случайном изменении размеров в пределах допусков и отображает полученные наборы характеристик.

 

Анализ антенн

Модуль анализа излучаемых полей позволяет рассчитать и оптимизировать диаграммы направленности в ближней и дальней зоне вокруг излучающей схемы. Диаграммы направленности рассчитываются для одной возбуждающей моды, произвольного количества частотных точек и любого из портов. Возбуждающая мода выбирается из набора мод, рассчитанных для данного порта. Диаграммы направленности рассчитываются как вторичные характеристики из коэффициентов сферической волны на фиксированном расстоянии вокруг излучающего элемента. Таким образом, одновременная оптимизация диаграммы направленности и характеристик передачи/отражения сложной структуры.

Кроме того, характеристики антенн могут быть описаны в терминах математических выражений или функций как часть целевой функции. Для таких типичных приложений как ребристые рупорные антенны для быстрого описания геометрии структуры могут быть использованы специальные макросы, использующие всего несколько исходных параметров. Для визуализации рассчитанных характеристик могут быть использованы 3D виды, плоские графики в прямоугольных или полярных координатах.

 

Интерактивная настройка

Интерактивный тюнер позволяет настраивать отдельные компоненты проекта в режиме реального времени аналогично тому, как это делается с помощью отвертки при макетировании устройства.  Высокая скорость анализа определяется оригинальным методом буферизации изменяемых элементов. Таким образом, пользователи µWave Wizard заранее получают возможность изучить особенности проектируемого изделия.

 

Библиотеки

Библиотеки программы µWave Wizard содержат базовые волновые элементы, оптимизированные для анализа методом согласованных мод, а также 3D-FEM элементы. Число элементов в библиотеках постоянно растет согласно запросам пользователей (на настоящий момент их более 250). С появлением 3D-FEM библиотеки стал возможен импорт через STL формат внешних сеток разбиения.

 

3D-FEM вычислитель

С введением в пакет µWave Wizard вычислителя, базирующего на методе трехмерных векторных конечных элементов (3D FEM), стало возможным моделировать сложные геометрические структуры, моделирование которых методом согласованных мод было затруднено или невозможно: настроечные штыри и зонды в объемных резонаторах; закругленные углы в литых корпусах; волноводы с сечением, плавно меняющимся по произвольному закону. Граничные условия, связанные с поглощением мод в портах, обеспечивают полную совместимость и взаимодействие с другими MM, BCMM и 2D FEM элементами, описанными на уровне S-параметров.

Набор новых и очень гибких 3D FEM библиотечных элементов дает возможность очень легко строить самые сложные параметризованные геометрические структуры без необходимости импорта громоздких 3D конструкций из механических САПР. Генерация поверхностной или тетраэдральной сеток разбиения выполняется полностью автоматически, включая принудительное измельчение сетки вокруг наиболее критических мест структуры. В пакете имеется возможность импорта сеток разбиения, выполненных внешними приложениями, через файлы формата STL.

 

Учет потерь

Учет потерь в структурах с произвольной геометрией стал возможен благодаря использованию 3D FEM метода. С другой стороны потери, связанные с конечной проводимостью стенок для типовых MM, 2D-FEM и BCMM элементов (например, ступенчатых неоднородностей или планарных структур) учитываются без применения 3D-FEM вычислителя.


  Рекламный листок о пакете uWave Wizard 

  Брошюра о пакете uWave Wizard на русском языке 

  Статья из Журнала EDA Expert #17 2010

  Статья из Журнала EDA Expert #16 2009

  Статья из Журнала EDA Expert #7 2004

  Статья из Журнала EDA Expert #4 2003

  Презентация с обзором возможностей пакета uWave Wizard

  Скачать демоверсию программы uWaveWizard


 САПР

 Обoрудование

 Материалы

 Для ВУЗов

 События

 EDA Expert

найтизапрос информациина главную Создание и поддержка - Сёма.Ру 
на главную страницу суперновость