Курс по CST Microwave Studio: моделирование и анализ антенн и СВЧ‑устройств

• Метод Олинера, метод моментов, конечных элементов, конечных разностей, методы физической и геометрической оптики, теории дифракции, асимптотические методы, реализованные в современных пакетах. Обзор, сравнение, точность расчета, выбор метода решения для решения конкретной задачи.
• Утилита CST DS. Схематическое представление структуры СВЧ. Проектирование малошумящих транзисторных СВЧ усилителей. Согласование и оптимизация.
• Построение интерфейса CST Studio Suite, ускорение и автоматизация формулировки задачи, черчение конструкции (2D, 3D,осесимметричность), импорт, экспорт, объединение мощности компьютеров для решения больших задач. Этапы проектирования. Параметрический синтез, оптимизация, расчет статистических характеристик и процента выхода годных. Программа CST Particle Studio. Типовые задачи, решения и шаблоны в программе.
• Сравнение методов решения на примере проектирования СВЧ микрополоскового фильтра, фильтра на диэлектрических резонаторах. Включение активных элементов в микрополосковый тракт: транзистор, диод, волновой тракт. Методы оптимизации, реализованные всовременных САПР. Выбор целевой функции и выполнение оптимизации.

‍

• Возбуждение СВЧ структур: плоская волна, волноводные порты, дискретные порты, порты Флоке. Источники колебаний со стабильной частотой. Устройства на высших типах волн. Источники частиц в CST Particle Studio. Поверхностный и точечный источник. Модель термоэмиссии.
• Падение плоской волны на границу раздела сред. Многослойные среды. Дисперсионные модели материалов: плазма, анизотропные материалы. Расчет ферритовых устройств: поляризатор, циркулятор, фазвращатель. Асимтотические методы расчета и реализация их в CST SUITE.
• Согласование в волноводных и микрополосковых структурах. Использование формул и диаграммы Смита для решения задачи согласования антенны и генератора. Электронная диаграмма Смита. Согласование антенны, используя дискретные элементы и компоненты на распределенных параметрах. Многопортовые излучающие структуры. Расчет характеристик с учетом влияния отдельных элементов многопортовых антенн. Антенны навигационных систем. Пач-антенны и их модификации. Логопериодические, Уда-Яги, зеркальные, конические антенны, антенны для систем сотовой связи.
• Пред- и постобработка данных в современных САПР СВЧ.

‍

• Расчет тепловых задач. Уравнение теплопроводности. Решение задач в диэлектрической среде с потерями. Расчет температурного распределения в диэлектрическом объекте. Расчет удельной мощности поглощения в голове пользователя сотового телефона SAR.
• Моделирование электронных ламп, СВЧ структур, охваченных корпусом: транзисторные СВЧ усилители, малошумящие усилители, в условиях изменения внешней температуры. Устойчивость, склонность к возбуждению. Генератор на диэлектрических резонаторах.
• Решение задач, связанных с работой СВЧ структур в условиях космоса: мультипакция, пробои, температурные режимы. Моделирование щелевого фильтра и расчет мультипакции.
• Расчет удельной мощности поглощения в диэлектрических средах при действии СВЧ мощности, моделирование элементов волноводных тракта медицинского назначения.

‍

• Проектирование антенн, делителей мощности, фазовращателей, направленных ответвителей. Применение вспомогательных средств САПР, основанных на базе данных. Программа Antenna Magus. Библиотеки антенных систем и подсистем. Ускорение процесса проектирования, от постановки задач до макетирования. 3D принтеры и их место в цикле создания СВЧ систем.
• Моделирование и анализ антенных решеток численными методами. Алгоритм проектирования АФАР конечного размера. Проектирование делителей и сумматоров мощности, а также фильтров на СИФ-волноводах.
• Гибридные методы, объединяющие несколько методов расчета для решения задач электродинамического моделирования. Последовательные и параллельные методы.
• Включение активных и пассивных дискретных элементов в трехмерную волноводную и излучающую структуру. Включение активного элемента (биполярный и полевой транзистор) в волноводную и микрополосковую структуру, расчет коэффициента шума, мощности насыщения и устойчивости.
• Расчет диаграммы направленности и диаграммы сканирования антенной решетки. Проектирование микрополосковых делителей мощности для антенной решетки. Увеличение диапазона рабочих углов и исключения слепых углов. Антенны навигационного назначения, и зависимость их характеристик от структуры носителей.
• Решение задач электромагнитной совместимости. Моделирование работы антенных систем на летательных аппаратах при изменении положения в пространстве. Антенные системы беспилотных летательных аппаратов.

‍

• Создание и моделирование электронной пушки и многоступенчатого коллектора частиц. Расчет кильватерных полей в ускорителе. Моделирование коллектора клистрона.
• Создание и моделирование лампы бегущей волны. Черчение и моделирование замедляющей системы ЛБВ. Оптимизация ЛБВ.
• Создание и моделирование магнетрона. Антенные системы и интегральные СВЧ схемы: Wi-Fi, Blutooth. Макросы, интеграция современных САПР с MathCAD и MаthLAB.

‍