Проектирование уединенного дипольного излучателя В САПР «CSTMicrowaveStudio». Краткая характеристика САПР «CST Microwave Studio»

2. ПРОЕКТИРОВАНИЕ УЕДИНЕННОГО ДИПОЛЬНОГО ИЗЛУЧАТЕЛЯ В САПР «CSTMicrowaveStudio»

2.1. Краткая характеристика САПР «CST Microwave Studio»

Система автоматизированного проектирования «cst microwave studio» («CST MWS») является полностью законченным программным продуктом. Она имеет в своем составе все необходимые для работы модули, начиная с графического редактора для прорисовки трехмерной структуры анализируемой модели и заканчивая модулем постпроцессорной обработки вывода рассчитанных результатов моделирования. Система прорисовки анализируемых объемных структур базируется на ядре 6.2, которое использует большинство разработанных систем автоматизированного проектирования, например, широко известный пакет . С помощью этой технологии прорисовка объемных структур самых сложных конфигураций осуществляется достаточно быстро.

САПР полного трехмерного моделирования «CST MWS» включает в себя следующие основные модули:

•  графический редактор трехмерных структур для создания и редактирования анализируемых моделей, включая автоматическую генерацию ячеек анализа на базе встроенной экспертной процедуры и адаптивный метод измельчения ячеек;

•  импорт/экспорт данных: обмен файлами формата , импорт планарных структур в формате , экспортирование данных в  4 и файлы ;

•  счетное ядро трехмерных структур: содержит субъядра для анализа переходных процессов во временной и частотной областях, а также модового анализа (Eigenmode Solver);

•  постпроцессор обработки выходных данных.

Дополнительными программными модулями САПР являются:

•  импорт/экспорт данных в форматах STL, IGES с автоматической опцией устранения дефектов;

•  импорт планарных структур (Gerber, GDS II, Extended DXF);

•  поддержка мультипроцессорных платформ;

•  интерфейс с анатомическим набором данных «HUGO».

Собственно САПР «CST MWS» представляет собой сравнительно быструю и точную программу моделирования сложных объемных СВЧ-устройств с целью получения параметров их матриц рассеяния. В основе программы лежит разработанный компанией CST (Computer Simulation Technology) метод аппроксимации для идеальных граничных условий PBA (Perfect Boundary Approximation), дополняющий широко известный метод FI определенных интегралов (Finite Integration) во временной области. В любом методе, связанном с моделированием сложных объемных структур, все ограничивающие структуру поверхности (проводящие или диэлектрические) разбиваются на небольшие ячейки. Если анализируемая структура допускает ограничение только произвольно ориентированными плоскостями, то количество используемых в анализе ячеек разбиения сравнительно невелико и анализ производится достаточно быстро. При использовании в СВЧ-устройствах криволинейных ограничивающих поверхностей возникает необходимость их аппроксимации весьма большим количеством мелких элементов разбиения. Это приводит к значительным временным затратам при моделировании (анализе) даже при использовании высокопроизводительных компьютеров. Комбинация методов PBA и FI, предложенная разработчиками компании CST, позволяет достаточно быстро решать задачи моделирования весьма сложных СВЧ-устройств с криволинейными ограничивающими поверхностями на широко распространенных компьютерах платформы IBM PC.

Счетное ядро трехмерных электромагнитных структур включает в себя три модуля:

•  Time Domain Solver (TDS);

•  Frequency Domain Solver (FDS);

•  Eigenmode Solver (ES).

Решающий модуль TDS предназначен для решения большинства задач электромагнитного моделирования; в последующих разделах будет использоваться именно он. Модуль ES используется в основном для моделирования сложных высокодобротных резонансных структур, а модуль FDS применятся преимущественно в сравнительно низкочастотных приложениях.

Основными характеристиками САПР «CST MWS» являются:

•  расчет элементов матрицы рассеяния устройства (S-параметров) в требуемом диапазоне частот;

•  наличие графического интерфейса, реализованного на основе