أندرويد لمهندس الراديو (الجزء الثاني)

في الجزء الأول ، تحدثت قليلاً عن تطبيق RF & Microwave Toolbox . في الجزء الثاني ، سوف أخبرك عن تطبيق مثير للاهتمام بنفس القدر يسمح لك بتصميم أجهزة ميكروويف (بشكل أساسي مستو) على هاتف ذكي / جهاز لوحي يعمل بنظام التشغيل Android OS. إذا كنت مهتما ، فمرحبا بكم تحت القط ...

ولكن أولا رحلة تاريخية قليلا.

بدأ تطوير أدوات التشغيل الآلي لتصميم أجهزة الميكروويف منذ فترة طويلة. لقد فاتني هذه البداية :) لذلك ، سوف أبدأ من لحظة اتصالي بعملية التطوير.

كان ذلك في عام 2000 ميلادي ، عندما كنت طالبة في السنة الثالثة في الكلية الرابعة بمعهد موسكو للطيران ، أتيت للعمل في القسم الخطي من مركز التطورات الخاصة التابع لمعهد موسكو لبحوث الاتصالات الراديوية (أو ببساطة مركز البحوث المركزي التابع لمعهد موسكو لهندسة الراديو). كان الوقت صعبًا - لم يكن هناك نقانق ، وكانت أجهزة الكمبيوتر بطيئة وعملت تحت نظام DOS . وتحت DOS عملت سوبر الاتفاق $$$^ 1$. وعلى سبيل المثال ، فإن مهمة الحساب والتحسين في مجال تردد دائرة مطابقة microstrip بدت بهذا الشكل $$$^ 2$:

BLK
TRL 1 2 Z = 50 P = 34.817MM K = 1
TRL 2 3 Z = 50 P = 299.79MM K = 1
TRL 1 0 Z = 50 P =؟ 85.444MM؟ ك = 1
الدقة 2 0 ص = 40
BR: 1POR 1
END

FREQ
الخطوة 0.8 جيجا هرتز 1.2 جيجا هرتز 100 ميجا هرتز
END

OUT
PRI BR S
END

الأراضي الفلسطينية المحتلة
BR
F = 1GHZ MS11
END

البيانات
SUB: MS H = 0.5mm ER = 2.2 TAND = 0.01 MET1 = CU 30E-6
END

حسنا ، تذكر؟ :) أعتقد أن الرفاق الأكبر سنا وزملائي يتذكرون هذا البرنامج $$$^ 5$.
كان Super-Compact جيدًا في تشغيل 386 جهاز كمبيوتر . كانت المشكلة أن العمل مع دائرة معقدة لم تكن مريحة للغاية ، لأنه عند حدوث دائرة أو خطأ طوبولوجي ، كان من الصعب اكتشافه ، لأنه لم يكن هناك تمثيل رسومي للدائرة أو الطوبولوجيا (فقط إذا كان لدى المطور ورقة).
منذ عام 2001 ، ظهرت أجهزة كمبيوتر عادية تعمل تحت نظام التشغيل Windows XP . ومعهم جاء أنظمة تصميم أكثر تقدما - Serenade $$$^ 3$(من مطوّر البرامج S-Compact ، برنامج مضغوط)



و AWR مكتب ميكروويف.



كان Serenade في ذلك الوقت جيدًا للغاية - واجهة النافذة ، وعدد كبير من أنواع الرسوم البيانية ، وعناصر الدوائر المختلفة ، والوثائق التقنية الغنية ... ولكن الأهم من ذلك ، كان بإمكان Serenade قراءة الملفات النصية المكتوبة تحت S-Compact وإعادة تشغيل الهيكل (!) للجهاز المصمم . كان رائعًا وبفضل هذا ، تمكنا من العثور على أخطاء في المشاريع القديمة.

AWR مكتب ميكروويف أيضا لم تتخلف. ميزتها الرئيسية ، في رأيي ، كانت واجهة أكثر ملاءمة ومفهومة ، حيث كان من الممكن إنشاء مشاريع معقدة ، لحساب الوحدات النمطية المختلفة التي استخدمت (الدارات ، الديناميكا الكهربائية ، ملفات البيانات ، قوائم الشبكة ، إلخ).

الآن تطورت أنظمة CAD التي تعمل بالموجات الدقيقة وتحولت إلى أدوات قوية ومكثفة يمكنها حل العديد من المشكلات.

ما وحد كل هذه النظم CAD؟ (بالإضافة إلى حقيقة أن هذا البرنامج مصمم لحساب أجهزة الميكروويف). لكنهم توحدوا من حقيقة أن جميع هذه البرامج تستخدم طريقة Oliner لحساب أجهزة الميكروويف $$$^ 4$. أي يمكن تمثيل أي جهاز ميكروويف يتم تصميمه على أنه مركبات من عدم تجانس مختلف - قطاعات خطوط النقل ، المائل ، المحملات ، إلخ. كل تجانس هو كتلة رسومية ، نوع من "الطوب" الذي تم بناء الجهاز بأكمله منه. أثبتت هذه الطريقة نفسها بشكل جيد ولا تزال تستخدم في العديد من أنظمة CAD التي تعمل بالموجات الدقيقة (وليس فقط تلك التي كتبت عنها أعلاه).

جيد ، أنت تقول. هذا كل شيء. لكن ما السبب؟
لكن على ماذا ...

مصمم الترددات اللاسلكية لالروبوت

كما يسمح بمحاكاة أجهزة الميكروويف باستخدام طريقة Oliner. ولكن يمكنك تشغيله على هاتف ذكي أو جهاز لوحي. أنا شخصياً أفضل استخدام هذا softinka على الجهاز اللوحي - إنه أكثر ملاءمة.

دعونا نرى ما يمكن أن يفعله مصمم RF ، التي أنشأتها MMC Technologies LLC .

1. أولاً وقبل كل شيء ، يعمل هذا على إنشاء دائرة بالصيغة التي اعتاد عليها العديد من المطورين منذ أيام Serenade and Microwave Office ، والتي كتبت عنها أعلاه (ولهذا السبب كنت بحاجة إلى استنباط تاريخي :)).



على سبيل المثال ، يتكون المقرن الاتجاهي للحلقة في الشكل أعلاه من عنصرين مختلفين فقط - جزء من خط microstrip (أربعة أطراف) بهندسة معيّنة ونقطة (ست أطراف) مع هندسة معيّنة. وستحصل بالفعل على فرصة لتقييم طوبولوجيا الجهاز ، والتي لن تنتج فقط تقسيم الطاقة ، ولكن أيضًا تحول طور قدره 90 درجة.

حتى الآن ، يحتوي softink على فئات العناصر التالية:



• العناصر المجمعة (العناصر المجمعة) - مقاوم مثالي ، مكثف ، محاثة ، محول ، مخفف ، إلخ ؛
• خطوط نقل مثالية (خطوط نقل مثالية) ؛
• خطوط نقل المادية ؛
• Microstrip (خطوط microstrip ، MPL) - قطعة MPL ، MPL متصلة ، تي MPL ، إلخ ؛
• Stripline (خطوط الشريط ، الغواصات) - جزء من الغواصات المتصلة بالغواصات ، نقطة الإنطلاق من الغواصات ، إلخ ؛
• العناصر الخطية (العناصر الخطية) - كتل البيانات 1- و 2 و 3 و 4 منافذ ؛
• عناصر عالمية (عناصر عالمية) - مكبر للصوت ، المعزل ، الدورة الدموية ، إلخ.

لكل عنصر ، يمكنك الحصول على مساعدة قصيرة. هنا ، على سبيل المثال ، مساعدة لعنصر خط نقل المادية



2. بعد إنشاء المخطط المرغوب فيه ، يتم إجراء تحليله ويمكن تقديم البيانات التي تم الحصول عليها بالتنسيق:

• الرسومات في الإحداثيات الديكارتية



• رسومات على مخطط ولفرت سميث



• جدول يحتوي على البيانات العددية



• تصدير البيانات إلى ملف S- المعلمة

3. أثناء عملية المحاكاة ، يمكنك استيراد ودمج عنصر / وظيفة طرف ثالث في الجهاز قيد التطوير. يجب تقديم هذا العنصر في شكل ملف S-sources وليس له أكثر من 4 منافذ (هذا هو ما تمثله Linear Elements).



أو حتى مع ذلك



4. يجري RF DEsigner النمذجة الخطية للأجهزة (من المؤسف ، بالطبع ، أنه لا يمكن محاكاة الأجهزة غير الخطية) التي لا تحتوي على أكثر من 4 منافذ. الحد الأقصى لعدد نقاط التردد التي يمكن ضبطها أثناء المحاكاة هو 2001. بشكل افتراضي ، تكون مقاومة الموجة في المنافذ هي 50 أوم ، ولكن يمكن ضبطها لتحقيق أهداف المستخدم.

كما ترون ، لم يعد RF Designer مجرد آلة حاسبة RF. هذا CAD CAD كامل يعمل تحت نظام التشغيل Android. ومن حيث مستواها ، فهي ليست أدنى بكثير من غيرها من أنظمة الميكروويف CAD في أوائل 2000s. هذا ، يجب أن أقول ، هو مستوى عالٍ إلى حد ما (انظر الروابط في قسم المصادر في نهاية المقال).

وفي الختام لكل ما كتبته ، أريد أن أقول إن MMC Technologies لها قناة Youtube الخاصة بها حيث يمكنك مشاهدة مقاطع الفيديو التي تشرح عملية النمذجة في مصمم RF.

في رأيي ، الأكثر إثارة للاهتمام وغنية بالمعلومات هي:

• مصمم الترددات اللاسلكية - البدء



• مصمم الترددات اللاسلكية - المقرنة Microstrip فرع



يظهر الفيديو أنه عند توصيل الماوس ولوحة المفاتيح بالجهاز ، تزداد راحة العمل مع البرنامج بشكل ملحوظ.

استنتاج

حسنًا ، في النهاية ، كالعادة ، ملعقة: التطبيق موجود فقط في شكل واحد - مدفوع. لسوء الحظ ، لا يوجد إصدار تجريبي. ولكن على عكس أنظمة الميكروويف CAD التجارية الحديثة ، والتي يتم قياس سعرها بمئات الآلاف من الدولارات ، لا تكلف RF DEsigner سوى 6 دولارات.
بصراحة ، عندما اكتشفت هذا التطبيق ، اشتريته دون تردد. ثم لعب لفترة طويلة ، حيث كان يحاكي مختلف المرشحات المأخوذة من كتاب مرشحات Microstrip لتطبيقات الترددات اللاسلكية والميكروويف ، هونغ ، 2011. وبالمناسبة ، كانت المصادفة مع الأمثلة الواردة في الكتاب جيدة جدًا :)

أعزائي الحبيرة ، شكرا لك على اهتمامك!
سأكون سعيدًا بتعليقاتك وروابط إلى softinki المثير للاهتمام وأدوات النمذجة المفضلة لديك.

مصادر

:
1. بالنسبة لأولئك الذين عملوا مع Super-Compact ، ستكون هذه الملاحظة من Microwaves مثيرة للاهتمام. بكيت تقريبا الحق :)
2. لسوء الحظ ، لم أتمكن من العثور على صور الشاشة الأصلية التي تعمل بنظام S-Compact. لذلك أخذت مثالاً من هنا . إذا وجدت لقطات شاشة باستخدام S-COMPACT ، فيرجى كتابة التعليقات.
3. إذا كنت مهتمًا ، فإليك مقالة نشرت عام 1997 في مجلة "Applied Microwave & Wireless" في Serenade 7.0 Microwave CAD . وهذا هو المقال الذي أخذت منه لقطات شاشة.
4. هذا يشير بالتحديد إلى الطريقة التي يقوم عليها حساب هياكل الميكروويف المستوية. يمكن الحصول على وصف أكثر تفصيلًا من كتاب "الديناميكا الكهربائية وتكنولوجيا الميكروويف لمستخدمي CAD" ، Banks S.E ، Kurushin A.A. ، الفقرة 8.3. "طريقة أولينر".
5. إذا كنت مهتمًا ، فقد تم تقديم الفكرة الأساسية لبناء نظام CAD في الميكروويف في كتاب "تصميم الآلات لأجهزة الميكروويف" ، Gupta ، Garge ، Chadha ، دار النشر الإذاعي والاتصالات ، موسكو ، 1987. بالمناسبة ، كتاب رائع. في وقت واحد ، بناءً على دوافعها ، كتب عددًا من أوراق المصطلحات والحسابات.