Na
primeira parte, falei um pouco sobre o aplicativo
RF & Microwave Toolbox . Na segunda parte, falarei sobre um aplicativo igualmente interessante que permite projetar dispositivos de microondas (principalmente planos) em um smartphone / tablet executando o sistema operacional Android. Se você estiver interessado, seja bem-vindo sob o gato…
Mas primeiro uma pequena excursão histórica.
O desenvolvimento de ferramentas de automação para o design de dispositivos de microondas começou há algum tempo. E eu perdi esse começo :) Portanto, começarei a partir do momento em que me conectei ao processo de desenvolvimento.
Era 2000 dC, quando, como aluno
do 3º ano
do 4º corpo docente do
Instituto de Aviação de Moscou , trabalhei na seção linear do Centro de Desenvolvimentos Especiais do Instituto de Pesquisa de Rádio de Comunicações de Moscou (ou simplesmente no Centro Central de Pesquisa do Instituto de Engenharia de Rádio de Moscou). O tempo era difícil - não havia salsicha e os computadores eram lentos e funcionavam no
DOS . E no DOS trabalhou Super-Compact
. E, por exemplo, a tarefa de cálculo e otimização no domínio da frequência do circuito de combinação de microfaixas era assim:
:
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? K = 1
RES 2 0 R = 40
BR: 1POR 1
Fim
Freq
PASSO 0.8GHZ 1.2GHZ 100MHZ
Fim
OUT
PRI BR S
Fim
OPT
BR
F = 1GHZ MS11
Fim
DADOS
SUB: MS H = 0,5 mm ER = 2,2 TAND = 0,01 MET1 = CU 30E-6
Fim
Bem, lembra? :) Eu acho que os camaradas mais velhos e meus colegas se lembram deste software
.
O Super-Compact era bom em rodar em
386 PCs . O problema era que trabalhar com um circuito complexo não era muito conveniente, porque quando um circuito ou erro topológico ocorreu, era difícil detectá-lo, porque não havia representação gráfica do circuito ou da topologia (somente se o desenvolvedor tivesse um pedaço de papel).
Desde 2001, os PCs normais em execução no
Windows XP aparecem . E com eles vieram sistemas de design mais avançados - Serenade
(do desenvolvedor S-Compact, Compact Software)
e Escritório de Microondas AWR.
O Serenade na época era muito bom - a interface da janela, um grande número de tipos de gráficos, vários elementos de circuito, documentação técnica rica ... Mas, o mais importante, o Serenade podia ler arquivos de texto escritos no S-Compact e reproduzir a topologia (!) . Foi muito legal e, graças a isso, conseguimos encontrar erros em projetos antigos.
O escritório de microondas da
AWR também não ficou para trás. Sua principal vantagem, na minha opinião, era uma interface mais conveniente e compreensível, dentro da qual era possível criar projetos complexos, para o cálculo de quais diferentes módulos foram utilizados (circuitos, eletrodinâmica, arquivos de dados, listas NET, etc.).
Agora, esses sistemas CAD de microondas evoluíram e se transformaram em ferramentas poderosas e volumosas que podem resolver uma variedade de problemas.
O que uniu todos esses sistemas CAD? (Além do fato de que este software foi projetado para calcular dispositivos de microondas). Mas eles estavam unidos pelo fato de que todos esses programas usavam o método Oliner para calcular dispositivos de microondas
. I.e. qualquer dispositivo de microondas projetado pode ser representado como compostos de várias heterogeneidades - segmentos de linhas de transmissão, chanfros, tees, etc. Cada heterogeneidade é um bloco gráfico, uma espécie de "bloco" a partir do qual todo o dispositivo é construído. Esse método tem se mostrado bastante bem e ainda é usado em muitos sistemas CAD de microondas (não apenas nos que escrevi acima).
Bom, você diz. Só isso. Mas para que serve?
Mas para o que ...
RF Designer para Android
Também permite a simulação de dispositivos de microondas usando o método Oliner. Mas você pode executá-lo em um smartphone ou tablet. Pessoalmente, prefiro usar esta softinka no tablet - é mais conveniente.
Vamos ver o que o
RF Designer , criado pela
MMC Technologies LLC, pode fazer .
1. Primeiro, isso está criando um circuito no formato que muitos desenvolvedores estão acostumados desde os dias do Serenade and Microwave Office, sobre o qual escrevi acima (é por isso que eu precisava de uma digressão histórica :)).
Por exemplo, o
acoplador direcional de loop na figura acima consiste em apenas dois elementos diferentes - um segmento de uma linha de micro-tira (quatro terminais) com uma dada geometria e um T (seis terminais) com uma dada geometria. E você já tem a oportunidade de avaliar a topologia do dispositivo, que não só produzirá divisão de energia, mas também uma mudança de fase de 90 graus.
Até o momento, o softink contém as seguintes categorias de elementos:
• Elementos ampliados (elementos agrupados) - resistor, capacitor, indutância, transformador, atenuador ideal, etc;
• Linhas de transmissão ideais (linhas de transmissão ideais);
Linhas de transmissão física;
•
Microtrip (linhas de microtrip, MPL) - segmento MPL, MPL conectado, MPL tee, etc;
Stripline (linhas de tira, submarinos) - um segmento de submarinos conectados por submarinos, um tee de submarinos, etc;
• Elementos lineares (elementos lineares) - blocos de dados de 1, 2, 3 e 4 portas;
• Elementos universais (elementos universais) - amplificador,
isolador ,
circulador , etc.
Para cada item, você pode obter uma pequena ajuda. Aqui, por exemplo, ajuda para o elemento Linha de transmissão física
2. Após a criação do esquema desejado, sua análise é realizada e os dados obtidos podem ser apresentados no formato:
• gráficos em
coordenadas cartesianas
• gráficos no
diagrama Wolfert-Smith
• uma tabela contendo dados numéricos
• exportar dados para
um arquivo de parâmetro S3. Durante a simulação, você pode importar e integrar um elemento / unidade funcional de terceiros ao dispositivo em desenvolvimento. Este elemento deve ser apresentado na forma de um arquivo de parâmetros S e ter no máximo 4 portas (é para isso que servem os Elementos Lineares).
ou mesmo assim
4. O RF DEsigner realiza modelagem linear de dispositivos (é uma pena, é claro, que dispositivos não lineares não possam ser simulados) contendo não mais que 4 portas. O número máximo de pontos de frequência que podem ser definidos durante a simulação é 2001. Por padrão, a impedância de onda das portas é de 50 Ohms, mas pode ser ajustada para os objetivos do usuário.
Como você pode ver, o RF Designer não é mais apenas uma calculadora de RF. Este é um CAD CAD completo que opera no sistema operacional Android. E, em termos de nível, não é muito inferior a outros sistemas de microondas CAD do início dos anos 2000. Devo dizer que esse é um nível bastante alto (veja os links na seção Fontes no final do artigo).
E, para concluir tudo o que escrevi, quero dizer que a MMC Technologies possui seu próprio
canal no Youtube, onde é possível assistir a vídeos explicando o processo de modelagem no RF Designer.
Na minha opinião, os mais interessantes e informativos são:
• Designer de RF - Introdução
• Designer de RF - Acoplador Microstrip Branchline
O vídeo mostra que, quando você conecta um mouse e teclado ao dispositivo, a conveniência de trabalhar com o software aumenta significativamente.
Conclusão
Bem, no final, como de costume, uma colher: o aplicativo existe apenas em uma forma - paga. Infelizmente, não há versão de teste. Mas, diferentemente dos modernos sistemas CAD de microondas comerciais, cujo preço é medido em centenas de milhares de dólares, o RF DEsigner custa apenas US $ 6.
Francamente, quando descobri esse aplicativo, comprei sem hesitar. E então ele tocou por um longo tempo, simulando vários filtros retirados do livro Microstrip Filters para aplicações de RF e Microondas, Hong, 2011. A propósito, a coincidência com os exemplos dados no livro foi bastante boa :)
Caros Habravites, obrigado pela atenção!
Ficarei feliz em seus comentários, links para softinki interessantes e suas ferramentas de modelagem favoritas.
Fontes
:
1. Para quem trabalhou com o Super-Compact,
esta nota da MicroWaves será interessante. Eu quase chorei direito :)
2. Infelizmente, não consegui encontrar as imagens de tela originais executando o S-Compact. Então, peguei um exemplo
daqui . Se você encontrou capturas de tela com S-COMPACT, escreva nos comentários.
3. Se estiver interessado, aqui está um
artigo de 1997 na revista “Applied Microwave & Wireless” no Serenade 7.0 Microwave CAD . E este é o
artigo de onde tirei screenshots.
4. Refere-se precisamente ao método subjacente ao cálculo das estruturas planares de micro-ondas. Uma descrição mais detalhada pode ser obtida no livro "Eletrodinâmica e tecnologia de microondas para usuários de CAD", Banks S.E., Kurushin A.A., cláusula 8.3. "O método Oliner".
5. Se você estiver interessado, a idéia básica de construir um sistema CAD de microondas foi apresentada no livro “Design de Máquinas de Dispositivos de Microondas”, Gupta, Garge, Chadha, Editora e Rádio e Comunicação, Moscou, 1987. A propósito, um livro legal. Ao mesmo tempo, com base nos motivos dela, ele escreveu vários trabalhos e cálculos.