РЕАЛИЗАЦИЯ СКВОЗНОГО ЦИКЛА ПРОЕКТИРОВАНИЯ ПОЛОСКОВЫХ УСТРОЙСТВ СВЧ в ИНТЕГРИРОВАННОМ ПРОГРАММНОМ КОМПЛЕКСЕ LambdaMDS

February 5, 2013 by admin Комментировать »

Данилочкина Е. Н., Пронина Г. А., Сергеев А. А. ОАО «НПО АЛМАЗ им. академика А. А. Расплетина» г. Москва, 125178, Россия Тел. : (095) 9439203, e-mail: sergalal@mtu-net.ru

Аннотация – В статье показано использование диалоговых и графических средств системы МРР Интегрированного программного комплекса проектирования устройств СВЧ LambdaMDS на примере проектирования многоканального полоскового делителя мощности.

I.                                     Введение

в ОАО «НПО «АЛМАЗ» имени академика Л. Л. Расплетина» завершена разработка WINDOWS- версии Интегрированного программного комплекса автоматизированного проектирования устройств СВЧ (ИПК) LambdaMDS. Система сквозного цикла проектирования полосковых устройств (МРР) [1], представляющая собой одну из четырех систем проектирования ИПК LambdaMDS, позволяет проектировать полосковые устройства с применением новых разработанных диалоговых средств.

Проектирование полосковых СВЧ-устройств в системе МРР начинается с составления Формализованного Задания (ФЗ), описывающего проектируемую плату, диапазон моделирования, а также её состав (топологию) в терминах Функциональных и Конструктивных Базовых Элементов (ФБЭ и КБЭ) и схему их соединения. В библиотеке Базовых Элементов (БЭ) системы МРР в настоящее время насчитывается более 160 ФБЭ (многополюсники СВЧ, включая элементы с синтезируемыми размерами), для которых рассчитывается матрица рассеяния и формируется описание рисунка, и более 30 КБЭ для формирования конструкторско-технологической документации.

II.            Диалоговое проектирование в системе МРР

При использовании диалоговых средств ИПК LambdaMDS на различных этапах проектирования пользователю предоставляется возможность работы с окном просмотра проекта, в котором в виде дерева может отражаться структура ФЗ, библиотеки БЭ или исходных данных и результатов проектирования.

Так например, при составлении раздела ТОПОЛОГИЯ (Рис.1) пользователь, используя дерево библиотеки БЭ, может выбрать требуемый раздел (например, ДЕЛИТЕЛИ) и из него необходимый Базовый Элемент библиотеки системы МРР. В том же окне БЭ в поле, расположенном рядом с эскизом БЭ, задаются значения параметров элемента. Описание выбранного БЭ и его параметры будут помещены на указанное курсором место в ФЗ. Для задания данных в других разделах ФЗ (ПЛАТА, ДИРЕКТИВЫ, ПЕРЕБОР, ОПТИМИЗАЦИЯ, КОНФИГУРАЦИЯ) разработаны соответствующие диалоговые окна, после заполнения которых данные автоматически размещаются в соответствующем разделе ФЗ.

Процесс обработки ФЗ программными модулями новой системы МРР инициализируется нажатием кнопки ‘Расчет ФЗ’ на панели инструментов. При этом производится синтез размеров отдельных ФБЭ, моделирование (расчет матрицы рассеяния) и оптимизация требуемых инженерных характеристик, а также формируется послойное описание рисунка топологии СВЧ-устройства в целом. По результатам моделирования пользователь может получить таблицы и графики (Рис.З) требуемых характеристик, а полученное описание рисунка топологии может быть использовано на этапе технического проектирования.

Рис. 1. Диалоговые окна Библиотеки МРР.

Fig. 1. ‘МРР Library’ Interactive windows

В системе МРР имеются средства для создания более сложных элементов из простых или использования отработанных конструкций: аппарат Составных и Задаваемых элементов [4]. Их применение в процессе проектирования заметно улучшает качество проектируемых устройств и значительно сокращает требуемое для расчёта время. Поэтому в системе МРР были значительно расширены и усовершенствованы возможности проектирования полосковых устройств с применением Составных и Задаваемых элементов (реализован просмотр топологии и графиков характеристик).

Новые диалоговые возможности применяются и на этапе просмотра топологии и графических преобразований [2]: масштабирование, параллельный перенос, поворот, технологический припуск на подтрав, зеркальное преобразование, «композиция» (формирование совмещенного рисунка нескольких топологий, преобразованных графическими операциями). Например, для получения совмещенного изображения сборки из нескольких плат пользователь должен заполнить лишь две таблицы, выбирая нужные файлы топологий и задавая параметры геометрических преобразований. В результате формируется файл с описанием топологии сборки плат, который сразу можно увидеть на экране монитора.

Описание спроектированной топологии может использоваться для изготовления фотошаблонов многослойных полосковых плат. При этом используются разработанные в системе МРР трансляторы в форматы DXF для ACAD, PDF для P-CAD 4.5 и в формат PDF 8.5 для P-CAD 2000 [3].

III.                   Практический пример – проектирование 6-канального делителя

в качестве примера использования ИПК Lamb- daMDS приведём поэтапное описание проектирования синфазного частично равномерного делителя на 6 каналов (Рис.4). Мощность, передаваемая в средние

2  выхода, вдвое превышает мощность, передаваемую на остальные выходы. Делитель, работающий в сантиметровом диапазоне, должен быть реализован на подложке из материала ФАФ с ε=2.5 размерами 340x100x1.5 мм. Волновое сопротивление полосковой линии на входе и всех шести выходах должно быть равно 50 Ом. В конструкции делителя можно выделить пять одинаковых оптимизированных по КСВ равномерных делителей на два канала (Рис.2А). Каждый равномерный делитель реализуется на линии с волновым сопротивлением порядка 60 Ом. Малоразмерный резистор располагается в середине верхней части петли каждого делителя. На входах и выходах делителей добавляются согласующие отрезки полосковых линий (РИС.2Б), полученные также в процессе оптимизации и обеспечивающие согласование выходов делителей с 50-0мным волновым сопротивлением разъёмов или 60-омным волновым сопротивлением входов петли делителя.

Рис. 2. Топология базовой конструкции равномерного делителя на 2 канала (А). То же с согласующими орезками (Б).

Fig. 2. The topoiogy of basic two-channei divider (A).

The same with stripiines (Б)

В двух средних каналах добавлена дополнительная петля, длина которой согласована с фазовой длиной в остальных каналах.

В процессе проектирования были исследованы делители на 6 и 12 каналов, реализуемые на микрополосковой или высокодобротной линии. Для практического использования был выбран делитель на высокодобротной линии, обладающей наименьшими омическими потерями (омические потери в каждом канале не превышают допустимого уровня 1 дБ). Характеристики спроектированного делителя приведены на Рис.З. Расчётный КСВ на входе и выходах делителя не превышает значения 1.14.

В процессе опытной эксплуатации ИПК Lamb- daMDS на примере проектирования делителей мощности была продемонстрирована эффективность разработанного программного обеспечения, предоставляющего пользователю новые возможности диалоговой работы по составлению ФЗ и просмотру и обработке результатов проектирования.

IV.                                  Заключение

Разработанные в ИПК LambdaMDS новые возможности диалогового проектирования существенно повышают удобства пользователя и эффективность автоматизированного проектирования, расширяют круг задач по проектированию полосковых СВЧ устройств.

Рис. 3. Диалоговое окно “Просмотр графиков”. Fig. 3. “Graphics view" interactive window

V.                               Список литературы

[1]  п. л. Батов; Е. Н. Данилочкина; О. Л. Доброжанская;

И. Е. Калашник; В. П. Орлов, к. т. н.; Г. А. Пронина;

А. А. Сергеев; В. Г. Феоктистов, к. т. н. Интегрированный программный комплекс ЛЯМБДЛ+- корпоративная система математического моделирования и проектирования устройств СВЧ. Часть I. Интегрированная среда разработчика. Системы проектирования волноводных устройств и микрополосковых плат. – Москва, ФГУП ВИМИ, Информационные технологии в проектировании и производстве, № 2, 2002 год.

[2]  Е. Н. Данилочкина; Г. А. Пронина; А. А. Сергеев; Разработка и применение графического редактора и диалоговой программы подготовки задания в системе сквозного цикла проектирования полосковых устройств. Труды 58-й научной сессии НТОРЭС

им. А. С. Попова, том I, Москва, 2003.

[3]  А. А. Сергеев, Е. Н. Данилочкина, Г. А. Пронина,

Б. Б. Надеждин, Г. Б. Поляков; Новые возможности функционального и конструкторского проектирования и диалоговой программы пользователя для системы сквозного цикла проектирования полосковых устройств СВЧ. 14-я Международная конференция «СВЧ-техника и телекоммуникационные технологии» (КрыМиКо’2004). Материалы конференции. Стр. 502-504.

[4]  А. А. Сергеев, Е. Н. Данилочкина, Г. А. Пронина; Применение составных и задаваемых базовых элементов

в системе сквозного цикла функционального и конструкторского проектирования полосковых устройств СВЧ. 15-я Международная конференция «СВЧ-техника и телекоммуникационные технологии» (КрыМиКо’2005). Материалы конференции. Стр. 467-469.

FULL-CYCLE SYSTEM REALIZATION FOR MICROWAVE STRIPLINE CAD IN LambdaMDS

Danilochkina E. N., Pronina G. A., Sergeev A. A. Almaz Scientific Industrial Corporation named after A. A. Raspletin Moscow, 125178, Russia Ph.: (095) 9439203. e-mail: sergalal@mtu-net.ru

Abstract – Some new features of interactive program for the stripiine CAD System. This System is only one from four parts of integrated Systems «Lambda+» [1] and LambdaMDS are considered in the article. Stripiine CAD System allows designing circuits based on different types of microstrip lines and their combinations.

I.                                       Introduction

As a start of a work, user of CAD system must create work for a microwave device design. Now the new Text Editor may be used for this purpose. There are over 160 Functional Basic Elements in the System’s library. In contrast to simple Functional Element, Composed Element [4] also has topologic and electrical representation of any Functional and Constructive Basic Elements. Manipulating with the topologic and electrical representations of Defined Basic Elements a user creates a new Basic Elements in a work for CAD. After hard syntactic and semantic control of such a work the results of simulation of whole device are presented in table and graphic forms. Topological information then used for technical design of microwave device.

II.                                        Main part

The CAD under consideration is so-called Full Cycle System. It means that from single work user will get full topologic description of all layers of projected microwave device along with the full set of electrical characteristics of this device in various forms and command files for phototypesetting or any other devices for manufacturing of microwave printed circuits [2].

Various programs of the CAD are capable to transfer topologic description of layers from one representation to another, to show all the layers or any of them on PC screen, zoom or resize the topology of layers. Compatibility with ACAD, P-CAD 4.5, P-CAD 2000 and Microwave Office systems [3] is one of the main features of above CAD. New realized possibility is the file output for Laser Graver device.

III.                                      Conclusion

Application of new possibilities of Microwave Stripiine CAD System of Integrated LambdaMDS System allows creating more efficiently the work for Microwave Stripiine above System.

Puc. 4. Топология делителя на 6 каналов, собранного из составных элементов. Fia. 4. The toooioav of six-channel divider assembled from comoosite elements

Источник: Материалы Международной Крымской конференции «СВЧ-техника и телекоммуникационные технологии», 2006г. 

Оставить комментарий

микросхемы мощности Устройство импульсов питания пример приемника провода витков генератора выходе напряжение напряжения нагрузки радоэлектроника работы сигнал сигнала сигналов управления сопротивление усилитель усилителя усиления устройства схема теория транзистора транзисторов частоты