معرفی نرم افزار، مقالات
سه نرم افزاری که یک مهندس مخابرات باید کار با آن‌ها را بداند
فروردین
در این مقاله ۳ نرم افزار تخصصی که از ملزومات یک مهندس مخابرات در دانشگاه و صنعت است، معرفی می‌شوند. لزوم فراگیری این نرم افزارها ازآنجاست که برای ساخت یک سیستم یا زیرسیستم که اهداف تعریف‌شده را برآورده سازد، نیازمند مدل‌سازی و شبیه‌سازی دقیق هستیم تا قبل از پیاده‌سازی، یک دورنمای عملی تقریباً کامل ازآنچه طراحی‌شده است، ترسیم کنیم. ضریب اطمینان ساخت را بالا برده و مشکلات احتمالی را در طرح اصلاح کنیم.
۱- شبیه‌ساز سه‌بعدی: نرم افزار CST Studio Suite یا نرم افزار HFSS
هر دوی این نرم افزارها برای طراحی، مدل‌سازی و شبیه‌سازی ساختارهای پیچیده سه‌بعدی مانند انواع آنتن‌ها، ادوات ماکروویو و حتی مباحث EMC/EMI کاربرد دارند. نرم‌افزار CST Studio از روش معادلات انتگرالی و حل در حوزه زمان و فرکانس بهره می‌گیرد درحالی‌که نرم‌افزار HFSS از روش ممان و المان محدود برای حل معادلات استفاده می‌کند. دقت هردوی این نرم افزارها قابل قبول است و با کسب تجربه در انجام تنظیمات مناسب، می‌توان به بهترین نتیجه برای ساخت رسید.
هرچند از HFSS، تنها برای شبیه‌سازی ساختارهای سه‌بعدی استفاده می‌شود، اما مجموعه CST Studio Suite، مجموعه ای از ۷ نرم افزار مختلف است که در کنار هم قرار داشته و در ارتباط با یکدیگر گستره وسیعی از نیازها را پوشش می‌دهد، به‌طوری‌که امکان استفاده از نتایج شبیه‌سازی یک نرم افزار، در دیگری قابل استفاده است. گرچه مجموعه نرم افزارهای شرکت ANSYS در حوزه الکترونیک و مخابرات هم کامل است و امکان استفاده از خروجی یک نرم افزار در دیگری وجود دارد، هنوز به‌صورت یکپارچه و در قالب یک پکیج منتشر نشده است.
۲- شبیه‌ساز سیستم: نرم افزار Advanced Design System یا نرم افزار AWR Microwave Office
از این دو نرم افزار می‌توانید برای طراحی و شبیه‌سازی سیستم‌های مخابراتی، مدل‌سازی زیرسیستم‌ها، طراحی مایکرواستریپ و… استفاده کنید. نرم افزار ADS محصول شرکت Keysight، یکی از کامل‌ترین نرم افزارهای این مقوله به شمار می‌رود که با امکانات فراوانی که در اختیار کاربر می‌گذارد تحلیل دقیقی ارائه می‌کند. نرم افزار Microwave Office دارای محیطی متفاوت با کاربری آسان‌تر است که همانند ADS تحلیل دقیقی از سیستم و زیرسیستم‌ها ارائه می‌کند. ویزاردهای موجود در این دو نرم افزار، با ارائه طرح‌های آماده و قابل ویرایش(مثلاً برای طراحی فیلتر)، طراحی زیر سیستمها را برای یک مهندس مخابرات آسان‌تر می‌کند.
هردوی این نرم افزارها قابلیت استفاده از موتور پردازشی نرم افزار CST Studio را برای افزایش دقت و سرعت محاسبات، خصوصاً در شبیه‌سازی‌های دوبعدی و دو و نیم بعدی دارند.
۳- نرم افزار محاسباتی قوی: MATLAB
نرم افزار MATLAB یکی از پرکاربردترین نرم افزارها در رشته‌های مهندسی است که با توجه با داشتن کتابخانه‌های متنوع و جعبه‌ابزارهای تخصصی، به‌عنوان یک نرم افزار بین‌رشته‌ای قوی مطرح‌شده است.
توابع فراوان موجود در این نرم افزار، تقریباً تمام مسائل مهندسی را پوشش می‌دهد. ضمن اینکه هرکجا لازم باشد با کدنویسی ساده، می‌توان تابع موردنیاز را به‌راحتی ساخت. با استفاده از توابع گرافیکی نرم افزار MATLAB، قادر خواهید بود، طرح‌های بسیار پیچیده سه‌بعدی را به‌راحتی رسم کرده و از هر زاویه‌ای و با هر برشی آن‌ها مشاهده کنید.
حل معادلات چند مجهولی، با درجات بالا، حل معادلات با مشتقات جزئی، حل معادلات دیفرانسیل، محاسبه انتگرال معین و نامعین و… از ویژگی‌های عمومی این نرم افزار قدرتمند است. ضمن اینکه با استفاده از بسته‌های Toolbox در این نرم افزار قادر خواهید بود انواع دستگاه‌ها را مدل‌سازی و شبیه‌سازی کنید. به‌عنوان‌مثال RF Toolbox و RADAR Toolbox می‌توانند برای یک مهندس مخابرات بسیار کاربردی باشند.
سلام
خیلی متشکرم از پاسختون.
شبیه سازی FEM در ADS چه قدر دقیق میتونه باشه نسبت به شبیه سازی در CST یا Empro?
تفاوت این نرم افزارها با cadence در چیست؟
من فعلا با ADS کار کردم و میخواستم پکیج آموزشی نرم افزارها رو تهیه کنم میشه در این راستا لطفا راهنمایی کنین من رو؟
در صورت امکان میشه لیست پکیج ها رو با توجه به کاری که توضیح دادم خدمتتون برام در ایمل بفرستید.
Nazli.zargarpour@gmail.com
با نهایت سپاس
سلام
شبیه‌سازی FEM در ADS برای مدارات مسطح پاسخ‌های دقیق ارائه می‌کند و همانطور که اشاره شد با تنظیمات درست، پاسخ‌های مشابه تحلیل سه بعدی دریافت خواهید کرد.
اما اگر تجربه کافی در این نوع شبیه‌سازی‌ها ندارید، توصیه می‌شود حتما نتایج را با استفاده از یک نرم‌افزار دیگر اعتبارسنجی کنید.
نرم‌افزار Cadence مشابه ADS تحلیل مداری ارائه می‌کند و همچنین برای طراحی و پیاده‌سازی دقیق layout جهت ساخت، از آن استفاده می‌شود.
درحال حاضر در مجموعه آر-اف پلاس آموزش کامل نرم‌افزار CST به‌صورت پکیج در اختیار علاقه‌مندان قرار می‌گیرد.
ضمنا در حال راه‌اندازی آموزش‌های آنلاین هم هستیم که اطلاع‌رسانی خواهد شد.
پیروز باشید
تیم آر-اف پلاس
با سلام ممنونم‌از اطلاعاتتون
من‌در حال حاضر از نرم افزار ADSبرای طراحی اسیلاتور حدود ۴۰۰ گیگا هرتز کار‌میکنم و momentum فعلا انجام دادم و برای شبیه سازی دقیق آیا به شبیه سازی FEM هم نیاز هست؟ اگر بله آیا ADS دقیق هست یا باید با CST کار کنم؟
با نهایت سپاس از شما بزرگواران
سلام. تحلیل مومنتوم ADS درصورتی‌که با تنظیمات درست و مش‌بندی مناسب انجام شود، پاسخ مناسبی ارائه می‌کند که قابل استناد است.
اما قبل از ساخت توصیه می‌شود که حتما با استفاده از یک نرم‌افزار دیگر مانند CST یا HFSS صحت نتایج را اعتبارسنجی کنید.
سلام .
دانشجوی مقطع کارشناسی هستم . خیلی مفید بود.سپاس گزارم
سلام همراه عزیز آر-اف پلاس
پیروز باشید
سلام و درود بر شما عزیزان .
بسیار عالی و تشکر و سپاس فراوان از شما . زبرجد
سلام
رضایت شما، باعث خوشحالی ماست.
موفق باشید