НазадВверхВперед
Дисциплина: "Техническая электродинамика и устройства СВЧ" 
Раздел: "Программая база метода импедансных и Rt-сеток и ее применение при проектировании
                                                                                   СВЧ устройств"  
Тема: "Создание и редактирование конструкций проектируемых устройств"

Создание и редактирование конструкций проектируемых устройств c помощью программы TAMIC-RT
Устройства, анализируемые данной программой, как правило, имеют сложную трехмерную конфигурацию, поэтому описание их топологии представляет собой достаточно сложную задачу [11]. Встроенный редактор позволяет быстро и эффективно конструировать проектируемые устройства. Прежде чем приступить непосредственно к рассмотрению процесса создания конструкции устройства необходимо разобраться со способом ее представления на экране компьютера.
Рассмотрим для примера отрезок прямоугольного волновода, изображенного на рис. 5.2.1 в изометрии, и выполним в нем три сечения в плоскостях X0YX0ZY0Z. По такому же типу производится рассечение и произвольных СВЧ устройств. Расположение сечений в плоскостях X0YX0ZY0Z, отображаемое на экране ЭВМ по умолчанию, показано на рис. 5.2.2. В процессе редактирования устройство можно поворачивать (при помощи клавиши {F5}), изменяя таким образом его проекции на рассматриваемые плоскости. Для данного примера в сечении X0Y будет виден прямоугольник, ограниченный металлическими стенками со всех сторон, а в сечениях X0ZY0Z наблюдаются по две параллельные линии, которые соответствуют металлическим стенкам волновода. Выходы волноводов, естественно, оказываются незаполненными металлом. 
Для того чтобы создать конфигурацию произвольного трехмерного устройства, необходимо изменять положение всех трех сечений: X0Y √ продвигать по оси ZX0Z √ по оси YY0Z √ по оси X. Продвижение по указанным осям выполняется с шагом D = 1мм. Если требуется изменить размер D, то это достигается масштабированием устройства в соответствии с принципом электродинамического подобия. Например: чтобы реализовать D = 0,5 мм, надо увеличить геометрические размеры устройства и длину возбуждаемой волны в два раза. После расчета надо провести обратное преобразование: уменьшить длину волны в два раза 
Выбор текущего редактируемого сечения осуществляется при помощи клавиши ⌠Tab■, при этом оно выделяется красным контуром. После выбора сечения можно, используя клавиши {}, {}, {}, {}, передвигать курсор. При этом изменяется положение точки наблюдения конструкции в выбранном сечении. 
Рассмотрим теперь непосредственно процесс создания топологии устройства. На рис. 5.2.3 показан вид программного меню в режиме редактирования. В верхней и нижней частях экрана есть подсказки о назначении основных клавиш, доступных в этом режиме. 
Манипулятор ⌠мышь■ программой не поддерживается, тем не менее имеется возможность достаточно эффективно редактировать и создавать топологию сложных объемных устройств, используя клавиатуру. На экране представлены три сечения устройства, но для редактирования в каждый момент времени доступно только одно сечение, выделенное красным контуром. Можно отобразить устройство, создав соответствующее ему поперечное сечение и, после перехода в окно горизонтального (или вертикального) сечения, раздвинуть его при помощи клавиши {F4}. В простейшем случае мы получим рассматривавшийся выше прямоугольный волновод. 
 
Рис. 5.2.1. Пример разбиения волновода на отдельные сечения
 
 
 
Рис. 5.2.2. Пример представления топологии устройства
 
 
Рис. 5.2.3. Меню программы в режиме редактирования
 

Этапы процесса создания поперечного сечения волновода X0Y показаны на рис. 5.2.4. 
 
 
а)
б)
в)

Рис. 5.2.4. Процесс создания поперечного сечения волновода 
  

Вначале необходимо нажать клавишу ⌠Ins■ (металл) для прорисовки контура устройства в сечении X0Y. После этого при помощи клавиш {}, {}, {}, {} рисуем контур. Нажав клавишу ⌠Del■, можно при помощи стрелок удалить какой-либо фрагмент сечения, т.е. заполнить его вакуумом. 

Отметим, что при помощи клавиш со стрелками раздвигать границы сечения, формируя его описанным выше образом, можно только при первом редактировании сечения. В дальнейшем приходится активно использовать клавиши {F1}, {F2}, {F3} и {F4}. Эти клавиши позволяют удалить или многократно размножить любой из слоев устройства. При нажатии клавиши {F1} происходит удаление слоя, находящегося слева от точки обзора (позиции курсора). Нажатие клавиши {F2} копирует слой, находящийся в позиции точки обзора, раздвигая таким образом устройство вправо. Соответственно нажатие клавиш {F3} или {F4} приводит к последовательному удалению слоев, находящихся ниже точки обзора или копированию слоя, находящегося в положении точки обзора со сдвигом вниз. 

При создании топологии важно помнить следующее: все пространство области редактирования, не занятое устройством, должно быть заполнено металлом, магнетиком или черным телом, т.е. не должно быть среды (вакуума или вещества) в тех областях, в которых нет электродинамического процесса. 

В качестве второго примера рассмотрим процесс создания уголкового поворота в прямоугольном металлическом волноводе, рис. 5.2.5. В сечении X0Z в правом нижнем углу вырезается часть стенки волновода (рис 5.2.5,а), затем заполняется металлом торец волновода (рис. 5.2.5,б). В случае, если волновод имеет толщину, большую чем один пространственный интервал D, как в рассматриваемом случае, то эти операции необходимо проделать для каждого слоя X0Z. После выполнения описанных действий курсор следует подвести к правой границе устройства и нажать клавишу {F2}. В результате получим топологию, изображенную на рис. 5.2.5,в. Видно, что правый верхний угол устройства во всех сечениях X0Z заполнен металлом. Это не соответствует реальному физическому устройству, однако этого требуют алгоритмы, используемые в программе. 

  
 
а)
б)
в)

Рис. 5.2.5. Формирование волноводного уголка 
НазадВверхВперед