Работа с системой автоматизированного проектирования СВЧ-устройств «Microwave Office». Разработка СВЧ-устройств.

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 дистанционное обучение.

1. 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.
2. Простой пример анализа микрополоскового фильтра на программе MWO. Построение фильтра, расчет и вывод результатов. 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.

1. Создание EM структуры и построение в корпусе отрезка микрополосковой линии. Расчет и вывод на диаграмму Смита S параметров, распределение тока на металлических поверхностях.
2. Понятие подсхемы, иерархическое построение схем. Пример иерархической схемы, в которой подсхемой является EM структура.

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.
   

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.
   

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. 

1. Пример расчета и проектирования нелинейного усилителя. Использование модели, основанной на нелинейных S-параметрах четырехполюсника. Линеаризированная модель нелинейного транзистора. Последовательность проектирования: расчет по постоянному току (смещение), расчет по переменному току.
2. 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.Вывод характеристик метода гармонического баланса: спектральный состав, линейные зависимости, нелинейные параметры (точка пересечения, мощность сжатия и др.).
   

1. Различные задачи: задача рассеяния, задача излучения. Параметры и характеристики. Построение антенны и расчет диаграммы направленности.
2. Построение рисунка на слоях с помощью примитивов и покоординатно. Пример построения спиральной индуктивности.
3. Смешанное моделирование электромагнитных и электрических блоков. Внедрение управляемых элементов и активных моделей.

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 требований. Рассмотрение примеров.
   

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,P-CAD и другими.
   

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.
   

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. 
   

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

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.

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.
   

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.
   

1. Аналоговые и цифровые сигналы. Моделирование аналого-цифрового и цифро-аналогового 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.
   

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.