ЭКСПЕРТНАЯ СИСТЕМА FILTEX32 ДЛЯ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ ПОЛОСНО-ПРОПУСКАЮЩИХ МИКРОПОЛОСКОВЫХ ФИЛЬТРОВ Беляев Б.А., Бутаков С.В., Лалетин Н.В., Лексиков А.А., Тюрнев В.В. Лаборатории Электродинамики и СВЧ электроники Института физики им. Л.В. Киренского СО РАН Слайд 1

ОТ МПФ ЗАВИСИТ Количество и сложность отдельных функциональных блоков Чувствительность и помехоустойчивость Габариты и вес аппаратуры в целом ПРИМЕНЕНИЕ МПФ Спутниковая связь, телевидение Сотовая связь Радиолокация и радионавигация Метрология Специальная аппаратура Слайд 2 МИКРОПОЛОСКОВЫЕ СВЧ ФИЛЬТРЫ (МПФ)

СРЕДСТВА АВТОМАТИЗИРОВАНОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ МПФ УНИВЕРСАЛЬНЫЕ САПР СВЧ Serenade, Ansoft Corporation (USA) Microwave Office, Applied Wave Research, Inc. (USA) CST Microwave Studio, Stirling Technologies, Ltd.(Germany) ЛЯМБДА+, НПО «АЛМАЗ» (РФ) СПЕЦИАЛИЗИРОВАННЫЕ САПР МПФ Microwave Filter, Мордовский тех. ун-т связи и информатики Полюс СВЧ, МП «Техника Связи и Телевидение» Слайд 3

НЕДОСТАТКИ СУЩЕСТВУЮЩИХ УНИВЕРСАЛЬНЫХ САПР СВЧ Требуется высокая квалификация конструктора. Вариация параметра конструкции не может быть описана в рамках одной схемы (одной топологии проводников), что не позволяет выполнять оптимизацию сразу во всей области допустимых значений параметра. Невозможно задать в ТЗ * относительный уровень затухания для полос пропускания и заграждения (только абсолютный уровень). Невозможно в явном виде задать в ТЗ требуемую ширину полосы пропускания МПФ (только косвенно). Отсутствуют готовые конструкции МПФ **. Используются медленные универсальные методы оптимизации, в которых МПФ рассматривается как «чёрный ящик». Априорные свойства МПФ и характерные особенности их ТЗ не учитываются. __________ * Техническое задание ** Микрополосковый фильтр Слайд 4

НЕДОСТАТКИ СУЩЕСТВУЮЩИХ СПЕЦИАЛИЗИРОВАННЫХ САПР МПФ Ограниченный набор готовых конструкций МПФ *. Отсутствие конструкций широкополосных МПФ. Использование медленных универсальных методов оптимизации, в которых оптимизируемые конструкции рассматривается как «чёрный ящик». При этом априорные свойства каждого фильтра не учитываются. Использование фильтров-прототипов не позволяет выполнять синтез МПФ сложных конструкций с дальними связями. Невозможно в ТЗ ** строго задать в явном виде требуемую ширину полосы пропускания МПФ с учетом потерь. Невозможно задать в ТЗ относительный уровень затухания для полос пропускания и заграждения (только абсолютный уровень). __________ * Микрополосковый фильтр ** Техническое задание Слайд 5

НАЗНАЧЕНИЕ Анализ конструкции (расчёт АЧХ, ФЧХ) Синтез фильтра (нахождение значений параметров конструкции) Исследование фильтра (сканируемый синтез) МИНИМАЛЬНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ Windows 95 / 98 / 2000/XP Pentium 133 (рекомендуется Pentium-4) RAM – 32 Мб (рекомендуется 128 Мб) SVGA, pixels, 256 colors CD-ROM Занимаемый на HD объём 50 Мб СРЕДСТВА РАЗРАБОТКИ Delphi, v. 5.0 (exe-программа, интерфейс, диалоги) Compaq Visual Fortran, v. 6.6 (dll-библиотеки конструкций ) ПАРАМЕТРЫ ФИЛЬТРОВ Диапазон частот: ГГц Полоса пропускания:2 100 % ХАРАКТЕРИСТИКА САПР FILTEX32 Filter Expert System Слайд 6

1.Большой выбор конструкций полосно-пропускающих фильтров, включая сверхширокополосные. 2.Наличие оригинальных конструкций. 3.Возможность автоматического задания начальных значений всем конструктивным параметрам. 4.Оригинальный метод ускоренной оптимизации фильтра. 5.Указание причины и выдача рекомендации пользователю в случае, когда техническое задание оказывается невыполнимым. ОТЛИЧИТЕЛЬНЫЕ ДОСТОИНСТВА ЭКСПЕРТНОЙ СИСТЕМЫ FILTEX32 Слайд 7

6.Возможность сканируемого синтеза, то есть исследования влияния выбранного конструктивного параметра или параметра технического задания на электрические или конструктивные параметры настроенного фильтра. 7.Прозрачность и подконтрольность работы экспертной системы на всех шагах оптимизационного процесса. 8.Удобный интерфейс ввода технического задания и выбора конструкции. 9.Не требуется доработка управляющей программы при подключении новых конструкций. 10.Интеграция экспертной системы с производством микрополосковых плат. Слайд 8 ОТЛИЧИТЕЛЬНЫЕ ДОСТОИНСТВА ЭКСПЕРТНОЙ СИСТЕМЫ FILTEX32

СТРУКТУРА САПР FILTEX32 Управляющая программа: Инспектор конструкций Блок отображения схемы ВК* Блок редактирования параметров ВК Блок отображения рисунка проводников ВК Блок отображения рассчитанных АЧХ, ФЧХ, ГВЗ Инспектор графики Блок ввода технического задания Блок вывода сообщений Блок создания отчёта ______ * Выбранная конструкция Готовые конструкции: Интерфейсный блок Рисунок схемы Список параметров конструкции Блок построения таблицы координат вершин проводников Блок расчёта S-матрицы Блок анализа АЧХ Блок формирования начальных значений параметров конструкции Блок оптимизации Блок диагностики и заключений Инсталлирующая программаСправочная система Слайд 9

КОНСТРУКЦИИ МПФ Слайд 10

КОНСТРУКЦИИ МПФ Слайд 11

Интерфейс FILTEX - Выбор конструкции Слайд 12

Интерфейс FILTEX - Параметры конструкции и расчёт АЧХ Слайд 13

Интерфейс FILTEX - Ввод ТЗ и оптимизация Слайд 14

Интерфейс FILTEX - Синтез (оптимизация) завершён Слайд 15

Слайд 16 Интерфейс FILTEX - Исследование Ks (La/Lr)

Слайд 17 Интерфейс FILTEX - 1. Отчёт для вывода на печать (начало)

Слайд 18 Интерфейс FILTEX - 2. Отчёт для вывода на печать (прод.)

Слайд 19 Интерфейс FILTEX - 3. Отчёт для вывода на печать (окончание)

Слайд 20 СРАВНЕНИЕ РАСЧЁТА С ЭКСПЕРИМЕНТОМ

Слайд 21 СРАВНЕНИЕ РАСЧЁТА С ЭКСПЕРИМЕНТОМ

ОСНОВНЫЕ ПУБЛИКАЦИИ САПР FILTEX32 Б.А. Беляев, С.В. Бутаков, Н.В. Лалетин, А.А. Лексиков, В.В. Тюрнев. Труды Всеросс. конф. СВЧ-техника и телекоммуникационные технологии. Севастополь, Б.А. Беляев, С.В. Бутаков, Н.В. Лалетин, А.А. Лексиков, В.В. Тюрнев. Доклады Междунар. конф. Электронные средства и системы управления. Томск, ИССЛЕДОВАНИЯ МПФ С ПОМОЩЬЮ FILTEX32 Б.А. Беляев, С.В. Бутаков, Н.В. Лалетин, А.А. Лексиков, В.В. Тюрнев, О.Н. Чесноков. Радиотехника и электроника Б.А. Беляев, С.В. Бутаков, Н.В. Лалетин, А.А. Лексиков, В.В. Тюрнев, О.Н. Чесноков. Радиотехника и электроника Слайд 22 АКТЫ О ВНЕДРЕНИИ FILTEX32 Открытое акционерное общество «Научно-производственное предприятие «Радий» (г. Москва) Закрытое акционерное общество «СКАРД-Электроникс» (г. Курск)

ЗАКЛЮЧЕНИЕ Слайд 23 Таким образом, представлена новая, 32-х разрядная версия экспертной системы FILTEX32, предназначенная для анализа, синтеза и исследований микрополосковых полосно-пропускающих фильтров. Система содержит открытый для пополнения банк готовых конструкций МПФ. В системе используется оригинальный метод оптимизации. Система отличается высокой скоростью и точностью расчета; проста в обращении; имеет удобный диалоговый интерфейс; снабжена справочной системой; предусмотрена возможность ее интеграции с оборудованием по изготовлению микрополосковых плат; подключение новых конструкций не требует доработки управляющей программы. Отсутствие у пользователя высокой квалификации не является препятствием при проектировании МПФ.