На 1 страницу

         

Диаграмма Смита

  Touchstone

MMICAD

MMICAD LAYOUT

  Microwave Office

 LIBRA

Aplac

Sonnet

HFSS 

ADS

IE3D

FIDELITY

SERENADE

 MOMENTUM

Уравнения Максвелла  

Ряды Вольтерра  

  Метод моментов

  Динамический диапазон

  Мощность насыщения

Шумы 

 

Синтез СВЧ структур

 

 

 

IE3D     (фирма Zeland)

Моделирование и расчет конструкций на электродинамическом уровне - новая технология для выполнения точного анализа и проектирования сложных печатных схем RF, антенн, высокоскоростных цифровых схем и других радиоприборов в диапазоне СВЧ. Электродинамический расчет предполагает применение электродинамических методов расчета, в отличие от методов теории цепей. IE3D - интегральный  электромагнитный моделятор и пакет оптимизации для анализа и проектирования 3-мерных микрополосковых антенн и печатных схем высокой частоты и цифровых схем, интегральных микросхем миллиметрового диапазона (MMICs) и высокоскоростных печатных плат (PC типа электромагнитной волны длиной от дециметров до миллиметров). Начиная с его формального введения на  1993 MTT- симпозиуме, IE3D пережил несколько модернизаций. IE3D стал наиболее развитым, удобным, эффективным и точным электромагнитным инструментом моделирования.  

IE3D состоит из редактора схемы MGRID, редактора схем MODUA и пост-процессоре тока CURVIEW. Другая программа PATTERNVIEW добавлена к IE3D Release 5. PATTERNVIEW - мощная и гибкая программа расчета диаграммы направленности. 
 

Раздел 1. Основная теория и выполнение.

 Основная операция IE3D - составление и решение интегрального уравнения, полученного с помощью функций Грина. В IE3D мы можем моделировать и электрический ток на металлической структуре и магнитный ток, представляющий распределение напряженности электрического поля на металлической апертуре. Для простоты, следующее обсуждение относится только к электрическому току. Рецептура магнитного тока получается аналогично.

   

Рис 1.1 . Поле падающее на металлическую структуру

 Для общей задачи электромагнитного  рассеяния, мы рассматриваем проводящую структуру в расслоенной диэлектрической среде, показанной на рис.1.1. Поле падает на структуру, вызывая распределение тока на ней. Индуктивный ток создаст вторичное поле, чтобы удовлетворить граничным условиям на металлической структуре. Для типичной проводящей структуры, индуктивный ток распределен в проводящей поверхности, и граничное условие,

                        E( r ) = Zs( r ) J( r ), r  S                                    (1)

где S - проводящая поверхность; E( r ) -  тангенциальная поле на поверхности; J( r )- распределение тока на поверхности; Zs( r ) - поверхностное полное сопротивление проводника.

 Когда структура находится в слоистой диэлектрической среде, мы можем записать общее поле как,

              E( r ) = Ei( r ) + S G( r | r' ) J ( r' ) ds'                              (2)

где G( r | r' ) - функция Грина для диэлектрической среды; Ei( r ) падающее поле на проводящую поверхность. G( r | r' ) удовлетворяет граничным условиям для расслоенных диэлектриков  за исключением граничного условия на проводнике S.

 Подставляя (2) в (1) получаем интегральное уравнение,

             Zs( r ) J( r ) = Ei( r ) + S G( r | r' ) J ( r' ) ds'                    (3)

 Падающее поле и поверхностное полное сопротивление задаются. Функция Грина может быть получена. Неизвестное - распределение тока J( r ).

 Полагая, что распределение тока представлено набором базовых функций,

         J( r ) = Sn In  Bn( r ), n = 1, 2, ...                                         (4)

 мы получаем

              Zs( r ) Sn In   Bn( r ) = Ei( r ) + Sn In S G( r | r' ) Bn( r' ) ds'          (5)

 Импользуя процедуру Галеркина, преобразуем (5) в матричное уравнение, 

             Sm S ds Ei( r ) Bn( r ) =  Sm Sn In { S  ds Zs( r ) Bm( r ) Bn( r ) +

                            S ds S ds' Bm( r ) G( r | r' ) Bn( r' ) }     (6)

 Вышеупомянутый процесс должен описать (5)  полной системой тестовых функций, и тестовые функции такие же, как базовые функции. Полная система базовых функций состоит из бесконечного числа членов. Следовательно, мы можем только получать приближенный расчет численно для уравнения (6). Аппроксимация должна усечь бесконечный ряд с конечными членами. Математически, усечение - процесс проекции. Мы фактически приводим  решение в бесконечных габаритах к решению в конечных габаритах. Если мы выбираем конечные габариты так, чтобы крупные узлы фактического решения были все в конечных габаритах, мы должны  иметь очень хорошую аппроксимацию. После ""проектирования", уравнение (6) становится Nx N матричным уравнением,

                         [Zmn] [Im] =[Vm]                                    (7) 

где

   Zmn = S  ds Zs( r ) Bm( r ) Bn( r ) + S ds S ds' Bm( r ) G( r | r' ) Bn( r' )           (8)

  Vm = S ds Ei( r ) Bn( r )                                           (9)

 Решение уравнений (7) (9) коэффициенты распределения тока. После того, как распределение тока найдено, мы можем вычислять s-параметры, диаграмму направленности, эквивалентную схему замещения RLC и любые другие характеристики, представляющих интерес.

Все формулировки метода момента, независимо от того простые или комплексные, имеют форму уравнений (7) (9). Отличия заключаются только в выборе базовых функций и функции Грина.

 Имеются много выборов для функций основания и функций Грина. Соображение  о базовых  функциях и функциях Грина в основном связаны с точностью вычисления двойных поверхностных интегралов в (8).

 

 

 

Если Вы хотите получить полное описание программы на русском языке, пошлите e-mail по адресу kurushin@mail.ru.
2000 СВЧ проектирование
Последняя модификация: февраля 04, 2002