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.

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.

Беспилотные автомобили и большие гигагерцы

Начну я с того, что на сайте "Современной электроники" появилась статья Проектирование автомобильных радаров и антенных систем в NI AWR Design Environment (ссылка для тех, кто зарегистрирован на сайте журнала). К сожалению, в свободном доступе я пока эту статью не нашел, хотя и рассчитывал на то, что она уже есть в разделе "Технические публикации" на сайте AWR. Аннотация к статье говорит нам, что "Последние достижения в области разработки систем помощи водителю (ADAS, Advanced Driver Assistance Systems) позволяют значительно улучшить функциональность и доступность автомобилей, способных предупреждать водителя об опасностях и оказывать ему содействие в сложных дорожных ситуациях. В основе таких систем, как правило, лежат технологии радиолокации в диапазоне 76–81 ГГц. Данная статья посвящена рассмотрению задач и проблем, решаемых при разработке радиолокационных систем и антенных устройств миллиметрового (КВЧ) диапазона для умных транспортных средств следующего поколения."

Молодцы, конечно, ребята из AWR. Но они несколько припозднились со своей статьей, т.к. ряд интересных материалов на эту тему есть у CST, например, Automotive Simulation, Multiscale Simulation for Automotive Radar, Automotive Radar @ 77GHz; Coupled 3D-EM / Asymptotic Simulations. Так же у CST есть вебинар на эту тему Automotive Radar Simulation. 

Конечно, производители САПР СВЧ не единственные, кто активно занимается темой автомобильных радаров. Всем известный MathWorks, создатель MATLAB, тоже в тренде :) , например, Automotive Adaptive Cruise Control Using FMCW Technology, Radar System Modeling and Simulation for Automotive Advanced Driver Assistance Systems, Automotive Adaptive Cruise Control Using FMCW and MFSK Technology.

Как вы видите, материалы, на которые ведут ссылки, относительно свежие. Но это не значит, что эта тема новая. Например, в журнале "Компоненты и технологии" статья Датчики. Актуальные технологии и применения датчиков автомобильных систем активной безопасности. Часть 6. Радары вышла в 2007 году. Говорить про импортные журналы я даже не буду, т.к. у меня складывается такое ощущение, что в забугорье этой темой занимаются готов с 70-х.

Так почему же эта тема, которой уже ни один десяток десяток лет, стала сейчас так актуальна? Думаю, вы и сами можете ответить на этот вопрос - сейчас человечество вплотную подошло к созданию беспилотного автомобиля. И речь идет не только о том, что там, "у них", но и о том, что тут, у нас - а у нас в квартире ГАЗ (шутка, конечно :) ). У нас этой темой занимается не только Яндекс, но и другие, широко известные в узких кругах, организации.

Вот сколько ассоциаций вызвала у меня статья, опубликованная AWR :)

Надеюсь, вам тоже было интересно.

CST + Matlab

Наткнулся на пару интересных публикаций о том, как "подружить" CST и Matlab:

1. Управление CST MWS с помощью Matlab

2. Работа с параметрами CST из Matlab

У каждого могут быть свои цели и задачи, решаемые с помощью этой связки.
Большое спасибо автору за изложение подхода.

Надеюсь, пригодится.

Технология ЭМ-моделирования крупных СВЧ-систем без использования суперкомпьютеров

Статья, посвященная реализации модульного принципа в CST STUDIO SUITE: "Технология ЭМ-моделирования крупных СВЧ-систем без использования суперкомпьютеров".
Надеюсь, будет интересно.

Технический семинар «Моделирование и измерения в СВЧ» с участием CST, MPI, R&S

12 и 13 апреля прошли семинары, посвященные вышеуказанной теме "Технический семинар «Моделирование и измерения в СВЧ»". Семинары прошли в офисе Rohde&Schwarz Russia. Хочется выразить огромную благодарность Rohde&Schwarz и представителю фирмы CST (Dr. Vratislav Sokol) за организацию подобного мероприятия и за интересные материалы.

CST STUDIO SUITE Student Edition

Честно говоря, не припомню, чтобы такое когда-либо было CST STUDIO SUITE Student Edition. Чтобы CST сделала что-то для бесплатного пользования? :)

Подборка материалов от "РодникСофт" по методам расчетов, применяемых в FEKO

1. Метод моментов

2. Многоуровневый быстрый метод многополюсников

3. Метод конечных элементов

4. Методы физической оптики

5. Методы геометрической оптики

6. Методы универсальной теории дифракции

Так же нужно добавить, что на текущий момент времени FEKO 7.0 поддерживает метод "Конечных разностей во временной области". Правда, он несколько сыроват и пока уступает реализации FDTD в CST Microwave Studio.