...ПОПОВ...ЛОСЕВ...СИФОРОВ...КОТЕЛЬНИКОВ...   русские ученые подвижники

                           

На 1 страницу

         

Диаграмма Смита

  Анализ радио-
технических систем

Touchstone

MMICAD

MMICAD LAYOUT

  Microwave Office

 LIBRA

Aplac

Sonnet

HFSS 

ADS

Ptolemy

IE3D

FIDELITY

SERENADE

 MOMENTUM

XFDTD

Уравнения Максвелла  

Ряды Вольтерра  

  Метод моментов

  Динамический диапазон

  Мощность насыщения

Шумы 

Синтез СВЧ структур

Расчет микро-
полосковых антенн сотовых телефонов

 Расчет мощности поглощаемой в голове пользователя сотового телефона

  FEKO

CST

 

УЧЕБНЫЙ ПЛАН

ПОВЫШЕНИЯ КВАЛИФИКАЦИИ СПЕЦИАЛИСТОВ ГРУППЫ  № _______

«Работа с пакетом MWO (системы автоматизированного проектирования СВЧ устройств)

«MWO-2002» раздел «Разработка СВЧ устройств»

Цель - получение навыков работы с программным пакетом Microwave Office
Категории слушателей – инженеры-исследователи
Срок обучения - 72 часа 
Форма обучения - с отрывом от производства 
Режим занятий - 6 часов ежедневно
 

Наименование разделов, дисциплин и тем

Всего

 

 

 

п/п

 

Часов

Лекции

лабораторные

занятия

Форма

контроля

             I.       

Обзор современного программного обеспечения расчета и проектирования СВЧ структур и систем. 

1.      Задачи, которые ставятся и решаются радиоинженерами на современном этапе: радиолокация, медицина, связь

2.      Разработчики программного обеспечения в России и за рубежом. Компании AnSoft, EESof, Agilent, EMSS, Zeland и др.  Источники из Интернета  и дистанционое обучение.

3.      Аналоговые и численные методы расчета СВЧ устройств. Обзор литературы и источников параметров компонентов и программного обеспечения.

4.      Инсталляция программного обеспечения и процесс проектирования с помощью ЭВМ. 

4

4

 

Умение инсталлировать программу MWO

          II.       

Представление СВЧ структур и систем в виде блоков, электронной схемы, и в виде топологии. Изображения структуры в этих случаях. Примеры блочного, структурного и схемного построения. Описание схемы в виде текстового файла.  

1. История развития программ анализа электронных схем СВЧ. Обзор программ Touchstone, MMICAD, Serenada – предшественников MWO. 

2. Методы, положенные в основу работы MWO: метод гармонического баланса, метод Вольтерра, метод моментов (краткий обзор с примерами). Сравнение методов и выбор метода решения при постановке задачи 

3. Простой пример анализа микрополоскового фильтра на программе MWO. Построение фильтра, расчет и вывод результатов. 

4. Представление фильтра в виде дискретных и распределенных элементов. Анализ схем в различном представлении с помощью различных блоков MWO. Различие между электродинамическими методами расчета и методами основанными на теории цепей.

4

2

2

Отчет по проектированию микропоскового СВЧ фильтра: топология, характеристики

       III.       

Интерфейс программы MWO. Блочный состав комплекса программ MWO. Какие задачи решает MWO. Возможности и ограничения комплекса программ MWO 

1.      Командное меню и  панели инструментов. Понятие проекта дерево проекта, состав проекта: схема, топология, структура.

2.      Анализ линейной СВЧ схемы представление в виде элемента и в виде СВЧ структуры. Пример расчета отрезка микрополосковой линии и вывод рассчитанных характеристик.

3.      Создание EM структуры и построение в корпусе отрезка микрополосковой линии. Расчет и вывод на диаграмму Смита S параметров, распределение тока на металлических поверхностях.

4.      Понятие подсхемы, иерархическое построение схем. Пример иерархической схемы, в которой подсхемой является EM структура. 

4

2

2

Разработка технических условий задания проектирования. Декомпозиция задачи, представление в виде блоков, системы и схемы.

      IV.       

Обзор примеров, имеющихся в программе MWO 

1.      Анализ транзисторных СВЧ усилителей. Схема, топология, решения. Анализ линейных и нелинейных транзисторных СВЧ усилителей.

2.      Этапы проектирование малошумящих транзисторных СВЧ усилителей.

3.      Обеспечение устойчивости однокаскадного и многокаскадного СВЧ усилителя. Расчет на MWO окружностей устойчивости.

4.      Проектирование многокаскадных СВЧ усилителей, использование подсхем для создания сложных схем в программе MWO. Примеры построения и расчета. 

4

2

2

Выполнение эскизного проектирования многокаскадного СВЧ усилителя

         V.       

Проектирование малошумящих транзисторных СВЧ усилителей 

1 Источники и описание шумов в электронных схемах. Тепловые шумы. Первичные шумовые параметры. Коэффициент шума

2. Описание шумов в виде файла и в виде модели. Оптимизация шумовой модели.

3. Расчет многокаскадных СВЧ усилителей по критерию минимума коэффициента шума.

4. Экспериментальное измерение характеристик и работа MWO совместно с современной измерительной техникой.

4

2

2

Выполнение оптимизации малошумящего СВЧ усилителя по критерию минимума коэффициента шума

      VI.       


Методы анализа нелинейных электронных схем 

1.      Метод гармонического баланса, теоретическое введение, параметры, которые устанавливаются при расчете методом гармоник. Нелинейные и линейные модели нелинейных и линейных элементов. Линейные и нелинейные схемы. Линейные и нелинейные характеристики. Метод рядов Вольтера и модели, используемые в методе рядов Вольтерра.
2.      Пример расчета  и проектирования нелинейного усилителя. Использование модели, основанной нелинейных
S-параметров четырехполюсника. Линеаризированная модель нелинейного транзистора. Последовательность проектирование: расчет по постоянному току (смещение), расчет по переменному току.
3.      Понятие синтеза нелинейной модели СВЧ транзистора. Рассмотрение примера синтеза нелинейной модели. Подбор параметров нелинейной модели. Последовательность синтеза нелинейной модели: по постоянному току, по частотной характеристике. Сравнение экспериментальных и расчетных данных.
4.      Вывод характеристик метода гармонического баланса: спектральный состав, линейные зависимости, нелинейные параметры (точка пересечения, мощность сжатия и др.)
 

4

2

2

Расчет однокаскадного СВЧ усилителя методом гармонического баланса и методом рядов Вольтерра

   VII.       

Метод моментов для электромагнитного моделирования. Основные задачи, решаемые в MWO электродинамическим методом 

1.      Понятие базовой функции. Разложение тока по базовым функциям. Разбиение структуры на ячейки. Выбор исходных данных: размеров корпуса, разбиение. Параметры метода моментов и выбор их для расчета задачи.

2.      Различные задачи: задача рассеяния, задача излучения. Параметры и характеристики. Построение антенны и расчет диаграммы направленности.

3.      Построение рисунка на слоях с помощью примитивов и покоординатно. Пример построения спиральной индуктивности.

4.      Смешанное моделирование электромагнитных и электрических блоков. Внедрение управляемых элементов и активных моделей. 

4

2

2

Выполнить анализ направленного ответвителя с помощью EMSign

VIII.       

Примеры решения электродинамических задач в программе MWO 

1.      Задачи излучения. Антенны. Потери на излучение и тепловые потери в СВЧ структурах.

2.      Полосковые и многослойные интегральные схемы. Косимуляция структур с распределенными и дискретными параметрами.

3.      Фильтры. Синтез фильтров, поэтапный синтез фильтров, начиная с низкочастотного прототипа, и кончая СВЧ реализацией

4.      Утилита синтеза фильтров на основе заданных технических требования. Рассмотрения примеров. 

4

2

2

Расчет планарной микрополосковой антенны. Расчет диаграммы направленности и входного импеданса

      IX.       

Возможности и ограничения MWO для расчета электродинамических задач 

1.      Задание параметров диэлектрической и магнитных объектов. Пример задания различных типов линий: микрополосковой, полосковой, копланарной, с подвешенной подложкой и др. с различными подложками.

2.      Выбор характеристик и установок, используемых при электродинамических расчетах. Расчет ресурсов, требуемых для расчета данной задачи.

3.      Расчет нелинейных схем с компонентами, рассчитываемыми электродинамическими методами. Пример двухкаскадного СВЧ усилителя в корпусе.

4.      Топология и связь между топологическим представлением и электродинамическим представлением. Жесткая связь между схемами и представлениями. Объединение и сравнение результатов расчета.

 

4

2

2

Расчет двухкаскадного СВЧ усилителя в корпусе

         X.       

Утилиты и ассистенты программы MWO

1.        Ассистенты программы MWO: построение нагрузочных линий, синтеза фильтров

2.        Программа анализа линий.

3.        Проектирование направленных ответвителей, сумматоров мощности и других пассивных устройств СВЧ.

4.        Применение скриптов и работа MWO в комплексе проектирования, а также с программами SPICE, OrCAD,PCAD и другими.

 

4

2

2

Анализ и синтез фильтра на распределенных и дискретных элементах (индивидуальное задание)

      XI.       

Топологическое представление схемы, программа LAYOUT 

1.      Пример перевода схемы в топологию и обратно. Закладка LAYOUT и работа с библиотеками топологического представления.

2.      Создание топологии первоначально и генерирование схемы.

3.      Многослойная топология. Рисование нескольких слоев и объединение их в диалоговом окне LAYER. Задание установок черчения слоев

4.      Правила черчения топологии. Автоматическая проверка ошибок с помощью программы MWO

 

4

2

2

Создание нового символа и новой топологии элемента СВЧ структуры

   XII.       

Примеры построения и экспорта топологии 

1.      Пример экспорта схемы пассивной структуры в топологию

2.      Библиотеки GDS-II, примеры DXF, LPF

3.      Пример копланарного волновода. Соотношение между представлением LAYOUT и трехмерным представлением EMSight

4.      Описание топологии на языке C++. Примеры экспорта и сохранения топологических элементов. 

4

2

2

Дополнение библиотеки вновь созданной топологией и генерирование топологии по электрической схеме

XIII.       

Антенны и их характеристики. Черчение антенн и расчет характеристик на программе MWO 

1.      Вибраторная антенна над плоскостью. Черчение её, задание условий расчета и расчет диаграммы направленности

2.      Черчение спиральной плоской антенны, а также планарной микрополосковой антенны.

3.      Щелевая антенна. Создание возбуждение антенны, а также возбуждения в других частях электродинамической структуры

4.      Поляризация и расчет поляризационных характеристик антенны. Простейшие антенные фазовые решетки, рассчитываемые с помощью MWO 

4

2

2

Расчет параметров спиральной и щелевой  антенн

XIV.       

Параметры и характеристики, выводимые в MWO при электродинамических расчетах. 

1.      Импедансные характеристики и многомодовые параметры рассеяния СВЧ структур.

2.      Распределение тока на металлических поверхностях СВЧ структур

3.      Расчет электрического поля между слоями. Примеры задания и расчета. Расчет характеристик дальнего поля излучения. 

4

2

2

Вывод распределения тока и ближнего поля СВЧ структуры

   XV.       

Проектирование генераторов в среде MWO 

1.        Специальные методы расчета и элементы проектирования генераторов. Определение частоты генерации, фазовая плоскость и проектирование цепи обратной связи

2.        Нелинейные шумы в генераторах. Расчет линейных и нелинейных шумов в генераторах.

3.        Пример проектирования схемы и топологии генератора.

4.        Проектирование умножителей, смесителей и других СВЧ компонентов 

4

2

2

Создание схемы и топологии СВЧ генератора. Расчет частоты и нелинейного шума генератора

XVI.       

Анализ на уровне системы. Программа VSS

1.      Понятие цифрового потока данных. Сложные сигналы. Блочное представление радиосхемы

2.      Папка System Blocs в закладке Elem. Создание простейшей системы и расчет глазковой диаграммы и диаграммы состояния.

3.      Понятие косимуляции: создание аналогово-цифровой схемы. Зависимость параметров системы от параметров аналоговой схемы

4.      Различные виды кодовых сигналов и создание их в программе MWO

 

4

2

2

Анализ простейшей радиоструктуры со сложным сигналом на входе

XVII.       

Анализ цифровых схем в среде MWO и с помощью других программ DSP

1.      Аналоговые и цифровые сигналы. Моделирование аналого-цифрового и цифроаналогового преобразователей.

2.      Моделирование аналоговых устройств: усилителей, смесителей, фильтров, в цифровой области

3.      Модуляторы в цифровых системах связи. Модулятор и демодулятор QPSK

4.      Примеры цифровых систем связи, телевидения и систем управления. 

4

2

2

Вывод на графики характеристик широкополосного сигнала GSM  и CDMA

XVIII.       

Дополнительные возможности MWO

1.      Ассистент и расчет с помощью него цифрового фильтра, нагрузочных выходных линий и систем.

2.      Оптимизация схем. Построение целевой функции, задание параметров оптимизации. Анализ поля разброса

3.      Подстройка схем и систем в реальном масштабе времени. Операция Tune.

4.      Расчет поля допуска и производственного разброса. Использование аналитических выражений на разных этапах расчета. 

4

2

2

Выполнить синтез фильтра по заданным характеристикам. Выполнить подстройку и  оптимизацию фильтра

 

ИТОГО:

72

38

34

 

 

 

Если Вы хотите получить полное описание программы на русском языке, пошлите e-mail по адресу kurushin@mail.ru.
© 2003 СВЧ проектирование
Последняя модификация: декабря 23, 2003