понедельник, 27 августа 2018 г.

Совмещая приятное с полезным: Rohde & Schwarz и URSS

   Как-то так получилось, что совпали два события: приглашение на "Клуб радиоинженеров от Rohde & Schwarz" и информационная рассылка от магазина научной/учебной книги URSS. И я подумал, что это не просто совпадение :) ,т.к. московский офис Rohde & Schwarz недавно переехал в здание на Нахимовский проспект, 58, а выставочный зал URSS недавно открылся по адресу Нахимовский проспект, 56. И теперь можно совместить два события - посещение "Клуба радиоинженеров" и покупку интересной технической литературы в книжном магазине URSS. 
  В пятницу, 24 августа, прошло собрание клуба, посвященное теме "Векторный анализатор цепей как средство разработки и отладки активных СВЧ устройств". Основные темы, рассмотренные на собрании клуба:

  • Измерение S-параметров, точки компрессии, гармонических и интермодуляционных искажений;
  • Измерение коэффициента преобразования смесителей и других характеристик преобразователей частоты.
С материалами этого клуба можно ознакомиться тут.

P.S. Кстати, если в поисковой строке на сайте URSS вбить "Rohde and Schwarz", то можно получить ссылки на книги на иностранном языке (в т.ч. и немецком) 60-х...70-х годов прошлого века (вдруг вам это будет интересно :) ).


понедельник, 20 августа 2018 г.

OpenEMS, Matlab и другие...

   В очередной раз задумался о том, что мы живем в удивительное время, т.к. даже для таких специфических задач, как моделирование СВЧ-устройств (процессов в СВЧ-устройствах) есть свободное и открытое программное обеспечение - OpenEMS
Задуматься об этом меня побудила тема на ELECTROINIX, посвященная поиску софта для моделирования планарных СВЧ-устройств.
   Почему тема так интересна? Подобное открытое программное обеспечение, как OpenEMS, позволяет проводить различные учебные и научные работы и исследования, не прибегая к использованию коммерческого ПО, а значит, без дополнительных (часто очень немалых) капиталовложений. Хотя на текущий момент времени многие лидеры в области разработки САПР СВЧ предлагают версии для учебных заведений (например, CST, Sonnet или AWR), все-таки они (коммерческие САПР СВЧ) остаются ограниченными по функционалу или по времени, что, согласитесь, не удобно. Есть, конечно, "нечестный" путь использования САПР СВЧ в своих целях, но при подготовке работы или исследования всегда может возникнуть вопрос - а на каком, собственно, основании вы использовали ту или иную САПР? В данной ситуации существование OpenEMS позволяет проводить свои учебные работы и исследования совершенно прозрачно :)
На ютюб-канале A.Elsharabasy есть видео (пока их три), посвященные основам работы с OpenEMS:
1. openEMS - Introduction (part 1)



2. openEMS - Introduction (part 2)



3. openEMS - Rectangular Waveguide



   Правда, как всегда, есть нюанс - нужно знать и владеть Octave или Matlab
   Позволю себе небольшое отступление, сообщив, что "в рейтинге языков программирования журнала IEEE Spectrum Matlab поднялся на 8 место". Поэтому неудивительно, что работа с OpenEMS может проводиться с использованием Matlab. По этому поводу есть пара интересных публикаций на Хабре: "openEMS — электромагнитный симулятор с открытым исходным кодом" и "Основы моделирования в openEMS". 
   Как вы сами понимаете, Matlab может работать не только с OpenEMS, но и, например, с CST, чему на Хабре также есть подтверждения: "Управление CST MWS с помощью Matlab" и "Работа с параметрами CST из Matlab". Собственно, это подчеркивает универсальность Matlab и объясняет почему Matlab входит в топ-десять языков программирования. 
   Думаю, что обязательно нужно упомянуть, что в состав Matlab может быть включен такой инструмент, как Antenna Toolbox, позволяющий проводить моделирование некоторых антенных структур (более подробно об Antenna Toolbox я писал в этом посте). 
   Таким образом, получается, что начав с OpenEMS я прошелся немного по CST (кстати, у них неплохая поддержка CST Studen Edition) и пришел к Matlab. Надо сказать, что для студентов и сотрудников учебных заведений Matlab предоставляется бесплатно.

   Собственно, к чему я все это? К тому, что сейчас можно совершенно бесплатно пользоваться как опенсурсным, так и коммерческим программным обеспечением. В любом случае, есть альтернатива.

   За сим прошу извинить меня за многословность и выразить надежду, что из всего выше написанного вы найдете для себя хоть что-то интересное.

четверг, 9 августа 2018 г.

Электродинамика в COMSOL (Радиочастоты)

   В последнее время часто вижу статьи и другие информационные материалы, посвященные моделированию в COMSOL (в т.ч. модуль Радиочастоты). Не могу сказать, что я как-то слежу за развитием этой САПР, но когда попадаются интересные материалы, хочется поделиться ими. Возможно, кому-то это будет полезно или просто интересно.
   Сегодня мне попалась на глаза интересная статья на Хабре (думаю, многим знаком этот ресурс) - Численный анализ эффективной площади рассеяния в двумерной осесимметричной постановке. Внутри самой статьи есть ряд интересных и полезных ссылок (например, Моделирование металлических объектов в волновых электромагнитных задачах). Попутно я вспомнил, что в последнее время ряд материалов, посвященных COMSOL, был подготовленн Курушиным А.А. - Решение мультифизических СВЧ задач с помощью САПР COMSOL (часть 1, часть 2); Расчет теплового поля в биологических объектах под воздействием СВЧ излучения (часть 1, часть 2, часть 3). Кстати, во втором материале рассматривается не только COMSOL, но и CST Studio Suite.

   На этом у меня пока все :) Если есть что добавить, то пишите.
   Как всегда, надеюсь, что было интересно.

вторник, 7 августа 2018 г.

Зачем нужна диаграмма Вольперта — Смита?

У меня сложилось такое впечатление, что в ВУЗах перестали объяснять будущим радиоинженерам что такое диаграмма Вольперта — Смита и зачем она нужна (кстати, когда я учился мне тоже не объяснили что это, для чего нужно и как может быть использовано). На учебную программу повлиять я не могу и поэтому поделюсь некоторой информацией здесь.
Начало положено, т.к. прочитав название публикации вы знаете, что такая диаграмма существует :) Это уже хорошо.
С чего все начиналось:
"С целью облегчения труда радиоконструктора при разработке усилителей радиочастоты  в 1937  г.  сотрудник  компании Bell Lab  Ф.  Смит (P.H. Smith) разработал  мощный графический  инструмент.  Математическую  основу разработанной  им  диаграммы составляло  билинейное  преобразование бесконечной  комплексной  прямоугольной  плоскости  в  круг,  полученное сотрудниками компании  Е. B. Ferrell и J. W. McRae. Материалы, посвященные диаграмме, впервые были опубликованы в 1939 г. Диаграмма Смита остается одним  из  наиболее  полезных  графических  инструментов  для  разработки 
высокочастотных усилительных каскадов.  
В  нашей  стране  аналогичная  диаграмма  известна  как  круговая номограмма  А.  Р.  Вольперта,  который  в 1939  г.  независимо  от  Смита разработал  и  применил  ее  для  пересчёта  проводимостей  и  сопротивлений  в отрезках линий передачи." (источник "Диаграмма Вольперта – Смита. Расчет и анализ  характеристик усилителей радиосигналов").
Диаграмма Вольперта — Смита может быть использована при решении таких задач, как:
1. Расчёт коэффициента отражения по известному комплексному сопротивлению
2. Расчёт коэффициента отражения и сопротивления линии в произвольном сечении
3. Расчёт расстояния от нагрузки до произвольного сечения с заданным значением коэффициента отражения
4. Расчёт коэффициента стоячей волны и коэффициента бегущей волны
5. Определение проводимости по заданному сопротивлению
6. Согласование импедансов с помощью круговой диаграммы
7. Анализ устойчивости по круговой диаграмме (а также некоторых других задач).
Ознакомиться с примерами решения ряда задач можно в материале "Диаграмма Вольперта – Смита. Расчет и анализ  характеристик усилителей радиосигналов", а так же, например, в статьях "Диаграмма Смита", "Согласование в высокочастотных электронных устройствах".
Много полезной информации и примеров решения задач есть в книге А.А. Курушина, "Проектирование  СВЧ  устройств  с использованием  электронной диаграммы Смита".
Помимо информационных материалов в сети можно скачать электронную диаграмму Смита для различных ОС - например, Windows (поищите на странице ссылку на Smith v 2.02) или Android.

Надеюсь, было полезно.