2. Môi trường thiết kế AWR
2.2.6. Biểu diễn mô phỏng
Đe chạy một mô phỏng trong một Project đã kích hoạt,chọn Simulate-^Analyze.Quá trình mô phỏng sẽ được chạy một cách tự động trên toàn bộ project, sử dụng các bộ mô phỏng thích hợp cho từng phàn khác nhau của project (ví dụ như bộ mô phỏng tuyến tính,bộ mô phỏng không tuyến tính cân bằng điều hòa hay bộ mô phỏng cấu trúc EM phẳng 3D...)
Thiết lập tần số mô phỏng.
Để thiết lập tàn số mô phỏng, ta nhấp đôi chuột vào nút Project Options trong Project Browser rồi chọn OptionsProject Options.Trong hộp thoại hiện ra sau đó, ta chọn thẻ Frequencies rồi nhập giá trị tàn số mong muốn.Theo mặc định, tất cả các giản đồ đều sử dụng tần số này để mô phỏng. Tuy nhiên ta cũng có thể viết lại tần số riêng cho từng giản đò bằng cách chọn chuột phải ở tên của giản đò, bên dưới Circuit Schematics trong Prọject Browser, và chọn Options.Sau đó chọn thẻ Frequencies ở hộp thoại, bỏ chọn ô Use project default rồi nhập giá trị tàn số theo yêu càu.Sau khi mô phỏng,ta có thể xem ngõ ra của nó trên biểu đồ rồi tiến hành điều chỉnh hoặc tối ưu nếu càn thiết.
Mô phỏng hệ thông vss.
Đe thiết lập tần số mô phỏng, ta nhấp đôi chuột vào nút System Diagram trong Project Browser rồi chọn Options Deíault System Options . Sau đó ta nhập giá trị tàn số vào thẻ Simulator trong hộp thoại.
Khỏa Luân Tốt Nghiẽp Khoa : Điên Tử - Viễn Thông.
5 y vl ẽi 11Si niu Id t < ir opt ki I í*
Sẳnutator IRF Sctiịr*c5 I EnpqLBTC} An^ysls Ị RF Ị PdYanK-d Ị PíSi# Oĩp% I
r Blop rfler |0
SlimJa!im Canird
* Rin rcnbnuiudy
3Saiiping FĩcqLi5íiccí/Di3ta Ratcs
|0at3ialeỊ_DRiiE] ■" [MF=ĩ'
Ị iJ-&ií =r ^K-ư ;_SNPãì-Wj: 3 li *
[Symbữl pệriod - 1 nỉ, Sampling Irequercv - 8
GHz] rTỊps-ủie da ta :,ìte GHs LỊype the namba af saraplẼS pír □K Cancel Help Hình 2. 10 Thiết lập tàn số cho hệ thống vss.
Sau khi hoàn tất quá trình mô phỏng,ta có thể xem kết quả ngõ ra trong các đồ thị rồi tiến hành điều chỉnh hoặc tối ưu nếu cần thiết.
Điều chỉnh và tối ưu mô phỏng.
Bộ điều chình thời gian thực cho phép cho quan sát ảnh hưởng của việc điều chỉnh lên mô phỏng.Trong khi đó, bộ tối ưu thời gian thực sẽ cho ta thấy sự thay đổi của các biến và giá trị của các tham số mạch điện khi nó đang hoạt động với mục đích đạt được sự tối ưu trong mô phỏng.
Ta có thể chọn thẻ công cụ Tune trên toolbar, chọn tham số càn điều chỉnh rồi lại chọn Tune để tiến hành điều chỉnh tham số. Khi ta điều chỉnh hoặc tối ưu,các giản đồ và layout biểu diễn tương ứng của nó sẽ tự động cập nhật. Khi chạy lại mô phỏng, chỉ những cổng được điều chỉnh sẽ thực hiện lại quá trinh tính toán.
2.3. Sử dụng bộ mô phỏng điện từ trường (EM).
Bộ mô phỏng EM trong AWR sử dụng phương trình Maxwell để tính toán cấu trúc tương ứng từ hình dạng vật lý của một cấu trúc nào đó; nó có thể mô phỏng các cấu trúc có độ phức tạp cao đồng thời cung cấp những kết quả rất chính xác.
Hạn chế của bộ mô phỏng EM là thời gian mô phỏng tăng theo hàm mũ của mức độ phức tạo của cấu trúc vì nó sử dụng các phương trình cơ bản để tính toán. Do đó, tối thiểu
Khỏa Luân Tốt Nghiẽp_________Khoa : Điên Tử - Viễn Thông.
hóa độ phức tạp của cấu trúc mô phỏng để có được kết quả nhanh nhất là một quá trình rất cần thiết và quan trọng.
Trong bài khóa luận này, việc thiết kế mô phỏng anten vi dải hoàn toàn dự trên bộ mô phỏng EM nên trong phần này,một số tính chất và thao tác cơ bản sẽ được trình bày nham làm rõ hơn các đặc điểm và tính năng cũng như phương thức hoạt động của anten vi dải trong môi trường EM.
2.3.1. Bộ mô phỏng EM trong MWO.
Bộ mô phỏng EM và bộ mô phỏng mạch là hai kỹ thuật bổ sung cho thiết kế mạch; chúng có thể được sử dụng kết hợp với nhau để giải quyết các vấn đề khi thiết kế.MWO hỗ trợ một bộ tích hợp gồm nhiều bộ mô phỏng EM thông qua giao diện phàn mềm là EM Socket.
Trong môi trường EM, ta có thể mô phỏng các cấu trúc 3D gồm nhiều miếng kim loại hoặc nhiều lớp điện môi.Các cấu trúc có thể có các đường dẫn bên trong các lớp điện môi hoặc mặt phẳng đất. Môi trường EM sử dụng phương pháp Galerkin Method of Moments(MoM) trong miền phổ, một phương pháp có độ chính xác rất cao trong việc phân tích các cấu trúc phang,vi dải...
2.3.2. Các thao tác Cff bản khỉ sử dụng bộ mô phỏng EM.
Trong phần 2.2.3,ta đã tìm hiểu cách tạo ra một cấu trúc EM (hình 2.5), trong phàn này ta sẽ tiếp tục tìm hiểu các thao tác cơ bản khi sử dụng bộ mô phỏng EM.
Thiết lập thông số cho Enclosure.
Đe xác định các loại vật chất và các chất điện môi cho mỗi lớp trong cấu trúc EM, đồng thời thiết lập các điều kiện biên, kích thước vật lý của cấu trúc và đơn vị ô lưới nhỏ nhất dùng để xác định chất dẫn trong cấu trúc ta thiết lập các thông số cho phàn Enclosure, chọn nút Enclosure bên dưới cấu trúc EM đã được tạo ra trong Project Browser.
Trong thẻ Enclosure,ta sẽ thiết lập các thông số cho cấu trúc EM như kích thước vật lý ở ô X_Dim và Y_Dim và kích thước ô lưới ở GridX và GridY (hình 2.11)
Khỏa Luân Tốt Nghiẽp Khoa : Điên Tử - Viễn Thông.
Endas-ire
1 ''Tanerial Derf í>. D&.©E±riD Larj'srB 1 Mõtửnids ^ hMI Lsysr Mappinc 1 Ltns Tỵpe Ị F'a^iT5terai 1 Dis pla;. 1 N-arnc Value Uril
[ D rĩĩoiipl.ĩcn □ !D ENCL ElementlD OI
X_Dim 12 nmri EndosureX Dĩmenstan 13 12 nrm EndocureY DimerKĩnn C3 .2 nmr E ndcc-,ne GndX £ p-acing 13 Li.iđ_v .2 nrrm E n clc«E.ire G nd S' 1 s p-ac ing Elcnìert ID
R Lr.atl- elerrt=r%t Pait klLimber
OK j CanceỊ I htep
Hình 2. 11 Hộp thoại Enclosure.
Trong thẻ Material Defs,ta xác định các loại điện môi chất nền và các loại chất dẫn cho cấu trúc.Trong thẻ này có 3 phần : phần Dielectric Deíinitions xác định các chất điện môi cho mỗi lớp;phần Conductor Deíĩnitions xác định các loại chất dẫn và phần Impedance Deíinitions xác định các loại trở kháng . Đe định nghĩa các loại điện môi cũng như các loại chất dẫn mới ta chọn phàn Add tương ứng với mỗi phần. Hình 2.12 là một ví dụ khi ta định nghĩa thêm một loại điện môi mới. Ngoài ra đối với chất dẫn,sau khi định nghĩa,ta có thể thiết lập theo các thông số khác như độ dày cho chứng trong thẻ Materials của hộp thoại.
Add liipleđric lì Nnmc: B: Aứrina 1 3,8 ỉoriD 1 ũ,CŨI Ptcsci; |wumha • 1 OK Cancri ! Hình 2. 12 Định nghĩa một chất điện môi.
Thẻ Dieclectric Layer trong Enclosure là phần xác định số lớp có trong cấu trúc với các tham số thiết kế như độ dày của lớp và loại chất diện môi được sử dụng cho từng
Khỏa Luân Tốt Nghiẽp_________Khoa : Điên Tử - Viễn Thông.
lớp.Bằng cách Insert hoặc Delete tăng có thể tăng giảm số lớp chất nền cho cấu trúc tùy theo thiết kế.Đồng thời,trong thẻ này ta còn có thể xác định điều kiện biên cho cấu trúc.
Etemeirt OptkHis - ENCL-DSURE Praperties
Erdcu-O ] W3ierial ũaTi. Distearc LipMt I MaUrials I EM Uyw Mappiiìc I LTÌB Typs I Pa-IIMUR) I Display
v7ỉ7Trm777Tỉii.ỉ!ir,ỉsỉ?ĩrm D tIttỤiit ■líKdidí I ĩlạck.ụp lcnglli I|ỉeufe«l ir- mm|
Subĩtrate Naria: jsÌJB
La/er 1 Thbkncĩi j MỊtoỉiỊỈ Dcíiniiior DiwvScdc
1 5 Air 1 2 Ũ.G3E Àltnina 14 Inseit ũeỉeie m ề
Top Bũundaiy! I Rerf eet Carriuctoi Srrttonrt Bnijnđ£fjj: I PeitEct CDnductaí
0 K 1 lanceỉ Hep Elemerit Neỉp Verdor HI >ip I
Hình 2. 13 Thiết lập thông số cho các lớp chất nền.
Tạo vật dẫn cho cấu trúc.
Đe tạo vật dẫn cho cấu trúc,trúc hết ta dùng công cụ Draws vẽ vật dẫn lên giao diện. Sau đó nhấp chuột lên vật dẫn,chọn chuột phải rồi chọn Shape properties để có bảng layout của vật dẫn và tích chọn ô Conductor để thiết lập tính chất là vật dẫn cho hình vừa vẽ. Trong bảng layout này,ta có thể thiết kế cho vật dẫn nào trên chất nền nào bằng cách chọn số thứ tự của lớp mong muốn trong EM layer và loại chất dẫn cho vật dẫn bằng cách chọn loại chất dẫn trong phàn Material.(hình 2.14).
Sinh viên : Phạm Phú Hưng 49
Khỏa Luân Tốt Nghiẽp Khoa : Điên Tử - Viễn Thông.
Hình 2. 14 Thiết kế vật dẫn cho cấu trúc
chọn làm vật tlan cho cẩu íruc EM Layer V2 Materid Ịũol d Lirs E rtterit chọn lOíỊÌ chất dân
Khỏa Luân Tốt Nghiẽp_________Khoa : Điên Tử - Viễn Thông.
Chương 3. THIẾT KÉ ANTEN VI DẢI