Micran

Введение

Эти вызовы, обусловленные высокими требованиями по ряду параметров производительности (такими, как рабочая полоса частот, линейность и эффективность), зачастую усложняются давлением системных и рыночных факторов: физических размеров, веса и минимально возможной стоимости устройств. Помимо ряда инженерных задач приходится решать и экономические проблемы, связанные с увеличивающимися затратами на разработку устройств, ограниченностью инженерных ресурсов и скоростью вывода продукта на рынок сбыта.

Чтобы удовлетворить требованиям, предъявляемым к разрабатываемому продукту, и достичь беспрецедентного уровня интеграции и функциональности при постоянно уменьшающихся конструктивных параметрах, разрабатываются и исследуются новые материалы интегральных схем и печатных плат, а также новые модульные технологии (рис. 1).

Рис. 1. Развитие модульных технологий направлено на достижение беспрецедентных уровней интеграции и функционала в условиях непрерывного уменьшения размерных параметров

Для успешного внедрения подобных технологий инженерам необходимы мощные инструменты автоматизированного проектирования, способные точно рассчитать электрические параметры производительности, связанные с физическими характеристиками конструкции, корректно учесть возбуждения от сигналов сложной формы, используемых в системах связи и радиолокации, а также обеспечить непрерывность процессов разработки и последующего изготовления устройства.

Для решения всех этих задач версия 13 программного пакета NI AWR Design Environment предлагает открытую интегрированную платформу для совместного моделирования на системном, схемном и электромагнитном (ЭМ) уровнях, позволяющую работать с такими высокочастотными устройствами, как антенны, усилители, фильтры, смесители, а также пассивные и активные устройства обработки сигнала. Последние нововведения повышают продуктивность разработчика благодаря более мощным и быстрым алгоритмам схемотехнического, системного и ЭМ-анализа, обширным библиотекам моделей и безупречной автоматизации и интеграции процесса проектирования, поддерживающего разработку монолитных и радиочастотных интегральных схем, печатных плат и многокристальных модулей.

V15 Highlights

Circuit Design and Simulation

Develop oscillation-free PAs with fast, rigorous stability analysis/optimization 
Perform rigorous stability analysis for multistage amplifiers and transistors connected in parallel with far fewer computations. The significantly faster simulation time makes this new technique ideally suited for optimizing stabilization networks.

Reduce IMD with advanced load-pull analysis
Minimize intermodulation distortion (IMD) of wideband amplifiers using optimal low-frequency (F1-F2) source/load impedances derived from two-tone load-pull simulations.

Design-in-place with integrated transmission-line calculator/synthesis 
Calculate and set transmission line dimensions directly from a schematic for a specified impedance and electrical length directly from the microstrip, stripline, coplanar or rectangular waveguide, or coaxial components, accelerating the design of distributed networks such as Wilkinson dividers, branchline couplers, and quarter-wave transformers.

Synthesize MMIC and PCB matching circuits with PDK/vendor components
Address challenging wide- and multi-band PAs and inter-stage impedance matching design using networks synthesized with components from the Microwave Office vendor library and foundry-authorized process design kits (PDKs).

EM Simulation

Analyze EM structures faster with more intelligent adaptive meshing
AXIEM meshing and solver technology improvements provide faster, more robust EM analysis with the ability to detect and fix problematic mesh facets automatically, and to address manufacturing details that do not impact electrical behavior.

Optimize and plot performance with peak antenna measurements 
Antenna radiation pattern peaks for E-Phi, E-Theta, E-LHCP, E-RHCP, and total radiate power can now be plotted and optimized as a function of swept frequency directly from measurement and optimization dialog boxes.

System Simulation and Models/Libraries

Evaluate designs with preconfigured 5G NR test benches/libraries 
New test benches accelerate component design and evaluation processes with preconfigured 5G NR TX and RX blocks and measurements. The 5G NR library contains TX/RX functionality for DL/UL modes, supporting FR1 and FR2 frequency bands and test models for DL signal source and receiver configurations.

Manage multiplexed signals with phased array MIMO bus support 
The phased-array model block operating in multiple-in-multiple-out (MIMO) mode now supports busses on the circuit and radiated sides of the array assembly, offering more comprehensive RF modeling of multiplexed signals. 

Investigate PA linearization with DPD
The new digital predistortion (DPD) block offers algorithms to linearize nonlinear amplifiers. The new DPD model supports memory polynomial, generalized memory polynomial, dynamic deviation reduction of 2nd order (DDR2), and lookup tables. 

Design Environment, Layout, and Automation

Integrate diverse technologies with mixed physical units/grid
Hierarchical designs now support mixed physical units for chip, package and board subcircuits using different layout process definitions.  

Minimize physical footprints with DRC compliant iNets routing 
Place and route intelligent nets (iNets) as closely as possible without violating design rule check (DRC) separation rules using dynamically-calculated, minimum spacing routing guides.

Visualize load-pull contours with rectangular plots
Smith chart or polar plot measurements can now be plotted on a rectangular grid with independent axis control, allowing designers to more easily identify impedances associated with peak performance from load-pull contours.

Обработка данных AWR

Важно понимать, что AWR не является постоянным репозиторием для хранения статистики производительности Oracle. По умолчанию AWR ежечасно фиксирует статистику производительности и сохраняет ее в течение восьми дней

В Oracle оценивают, что примерно за десять сеансов эти установки по умолчанию потребуют около 200 — 300 Мбайт пространства для хранения данных AWR. Место, используемое AWR, зависит от следующих факторов.

  • Период сохранения данных — чем дольше этот период, тем больше пространства понадобится.
  • Интервал между снимками — чем чаще делаются снимки статистики, тем больше места необходимо.
  • Количество активных сеансов — чем больше количество пользовательских сеансов, тем больше данных собирается AWR.

По умолчанию AWR сохраняет данные в течение восьми дней, однако этот период можно изменить. В Oracle рекомендуют хранить данные AWR так долго, чтобы это покрывало, по крайней мере, один полный цикл рабочей нагрузки.

Экспорт результатов для дальнейшего анализа

Одна из основных задач модуля синтеза ФАР — облегчить жизнь разработчиков благодаря простому и интуитивно понятному процессу ввода конфигурации решетки, параметров излучения и трактов, цепей питания, учета амплитудного распределения и возможного отказа элементов; в результате пошагового выполнения всех этих этапов пользователь получает оценку ДН с учетом изменения частоты, мощности и углов сканирования в режиме реального времени. Тем не менее на этом дело не заканчивается — следующим шагом становится моделирование на схемном или системном уровне с учетом вопросов физической реализации устройства. Весь процесс от синтеза антенны, генерации ДН путем ЭМ-анализа, конфигурации решетки и цепей питания до перехода к схемному или системному анализу схематично представлен на рис. 10.

Рис. 10. Этапы проектирования ФАР в NI AWR Design Environment – синтез антенного элемента (слева вверху), моделирование ДН (слева внизу), ввод ДН в модуль синтеза ФАР (посередине внизу), настройка структуры (посередине вверху) и создание решетки из отдельных элементов (справа)

Дополнительный анализ может включать одновременное ЭМ-моделирование антенной решетки и симуляцию цепи питания ФАР на схемном или системном уровне на основе поведенческих блоков элементов с характеристиками, заданными в модуле синтеза ФАР. В зависимости от необходимости модуль может создать подходящие выходные файлы для дальнейшей работы в Microwave Office, VSS или выбранном ЭМ-симуляторе (AXIEM, Analyst или в сторонних инструментах вроде ANSYS HFSS).

Модуль генерирует набор системных диаграмм в VSS, включающий все параметры и подсистемы созданной ФАР:

  •  Файл полноценной ФАР с входным и выходным портом, который может быть использован в качестве подсхемы. Помимо этого, создается текстовый файл данных с координатами и параметрами каждого из антенных элементов.
  • Подсхема для каждой созданной группы элементов.
  • Подсхема для каждой конфигурации ВЧ-трактов и антенных элементов.
  •  Подсхема для фазовращателя, задающего усиления и фазу каждого элемента. Данная подсхема рассчитывает требуемый фазовый сдвиг для заданной пары углов THETA/PHI для элемента с определенными координатами.
  • В случае если не предполагается работа в режиме MIMO, возможна генерация полноценной тестовой схемы, включающей:
    • системную диаграмму с блоком созданной ФАР и разверткой переменных для углов THETA/PHI;
    • график с каскадными измерениями параметров с учетом заданной развертки.

Опция создания схемного представления сгенерирует набор схем и ЭМ-структуру для моделирования ФАР, включая ВЧ-тракты, фазовращатели и цепи питания, представленные в виде схем, и саму ФАР в виде ЭМ-документа. Опция недоступна в режиме MIMO и при вводе параметров отдельных элементов в виде ЭМ-документа. Генерируется следующий набор схем: основная схема ФАР, подсхема цепи питания, подсхемы каждой из групп элементов, подсхемы каждой конфигурации ВЧ-трактов и параметров излучения для каждой из групп элементов, а также подсхема фазовращателя.

Третий вариант — текстовый файл данных, который может быть использован встроенным в VSS блоком для работы с ФАР: PHARRAY_F. Как и в случае с генерацией системных диаграмм, есть возможность создания полноценной тестовой схемы, если речь не идет о работе в режиме MIMO.

Некоторые из типичных генерируемых модулем подсхем показаны на рис. 11. Эти предустановленные подсхемы полностью готовы для дальнейшего анализа на схемном/системном уровне, а также для замены идеальных компонентов на реальные.

Рис. 11. Вид окон подсхем решетки и цепей питания в NI AWR Design Environment, созданных автоматически при помощи модуля синтеза ФАР

ЭМ-моделирование

Встроенные алгоритмы ЭМ-анализа

Встроенные в NI AWR Design Environment симуляторы AXIEM и Analyst рассчитывают электрические структуры на основе геометрии при помощи решения уравнений Максвелла. AXIEM применяется для анализа таких планарных структур, как линии передачи, спиральные индуктивности, антенны, антенные решетки и системы (рис. 3) и МДМ-конденсаторы, в то время как Analyst предназначен для расчета трехмерных объектов: проволочных и шариковых выводов, подложек конечной толщины, антенн (например, рупорных). Обновления расчетных алгоритмов в версии 13 обеспечивают значительный прирост в скорости работы и точности расчета, а также дополнительные усовершенствования в автоматизации и интеграции процесса проектирования в Microwave Office.

Рис. 3. Расчетная сетка для системы патч-антенн размером 3×3 элемента и полученные в AXIEM диаграммы направленности

Моделирование в новой версии AXIEM на основе итеративного матричного решателя стало значительно быстрее благодаря одновременному расчету нескольких портов. Алгоритм продвинутой развертки по частоте AFS автоматически выбирает набор частот для моделирования, после чего использует результаты расчета для интерполяции S‑параметров.

Как и AXIEM, Analyst обеспечивает практически двукратное сокращение времени моделирования по сравнению с предыдущей версией. Обновления алгоритмов построения сетки увеличивают точность и скорость расчета, при этом доступ к режиму анализа портов Ports only и получение данных о распределении полей, коэффициентах распространения и импедансах портов стал еще проще. Analyst также может моделировать шероховатости поверхностей, что позволяет учесть влияние поверхности на электрические параметры и увеличить точность расчета линий передачи.

Помимо этого, вместе с Analyst 13 новый функционал добавлен и в 3D-редактор, изменения в котором затронули, в частности, функции создания эскизов и управления параметрами сплошных тел, организацию материалов и их параметров в дереве редактора, автоматическое завершение выражений для параметров и переменных, а также группировку и сортировку переменных.

Сторонние решения для ЭМ-анализа

Семейство решений AWR Connected для взаимодействия программного обеспечения NI AWR с решениями сторонних разработчиков было усовершенствовано для еще большей автоматизации передачи данных из NI AWR Design Environment в сторонние инструменты ЭМ-анализа. Версия 13 AWR Connected, поддерживающая симуляторы ANSYS HFSS, CST и Sonnet, стала более надежной и полностью двунаправленной. После создания топологии в Microwave Office можно выбрать один из поддерживаемых сторонних ЭМ-симуляторов в специальном меню для последующего анализа, после чего набор данных будет автоматически импортирован обратно в Microwave Office для подстройки, оптимизации, статистического анализа и верификации результатов (рис. 4).

Рис. 4. Выбрав один из поддерживаемых сторонних ЭМ симуляторов в специальном меню для последующего анализа, можно будет получить набор данных, который будет автоматически импортирован обратно в Microwave Office для подстройки, оптимизации, статистического анализа и верификации результатов

Solution Highlights

Design Entry/Management

RF-aware PCB designs include transmission-lines, distributed elements, and surface-mount device models from component vendors, analyzed by circuit/system/EM co-simulation to accurately capture the high-frequency response. Circuit-board electrical behavior is directly linked to the physical attributes of individual components, as well as to the overall layout. Design entry via schematic/layout capture manages the circuit details, while automation and powerful scripting allows PCB designers to reduce manual design entry/editing and excessive data import/export between tools, while enabling tool customization for every special design consideration. 

Simulation

Prior to manufacturing, board designs must be verified through computer-aided simulation and analysis. RF/microwave electronics rely on specialized measurements such as noise figure (NF) and small-signal transmission and reflection parameters (S-parameters), as well as their nonlinear power, gain compression, and efficiency response to large-signal stimuli. While transient and time-domain analysis are used for oscillator design and waveform engineering, respectively, most RF PCB analysis relies on frequency-domain HB analysis of nonlinear networks, including power amplifiers (PAs) and frequency converters (mixers).

With the advent of digital modulation for communications systems, designers may also need to analyze PCB-based RF front-ends using circuit envelop analysis to simulate metrics such as adjacent-channel power-ratio (ACPR) and error-vector magnitude (EVM). In addition, dedicated RF link analysis provides a system perspective on the overall performance of multi-component signal paths.

Model Support

Apart from modeling signal traces and distributed components, RF board designs require accurate high-frequency vendor models that capture the parasitics which lead to self-resonance and other non-ideal characteristics. RF-aware design tools should provide component model libraries for commercially available discrete and packaged MMIC/RFIC devices in the form of equivalent (compact) circuit models, S-parameters and/or behavioral models. 

Design Verification

Оптимизация и синтез

Версия 13 представляет новые возможности для ускорения запуска проекта благодаря новым скриптам синтеза таких устройств, как преобразователи, делители мощности, смесители и сумматоры, на основе набора задаваемых пользователем начальных спецификаций. Оптимизация проектирования была улучшена за счет использования новых генетических алгоритмов, основанных на перемешивании и отборе данных для быстрого и надежного анализа большого числа случайно распределенных по проектному пространству точек. Такой подход приводит к более эффективному поиску проектных возможностей и оптимальных решений.

Company Profile

MACOM Technology Solutions Holdings, Inc. (NASDAQ: MTSI) (MACOM) is a leading supplier of high performance analog RF, microwave, millimeter wave, and photonic products that enable next-generation Internet and modern battlefield applications. Recognized for its broad catalog portfolio of technologies (GaN, GaAs, InP, SiGe, HMIC and silicon) and products, MACOM serves diverse markets, including high speed optical, satellite, radar, wired and wireless networks, automotive, industrial, medical, and mobile devices. MACOM designs and manufactures standard and custom devices, integrated circuits, components, modules, and assemblies for customers who demand high performance, quality, and reliability.

Filter Types

Filter Responses

Define a filter response from a desired passband response (low-pass, high-pass, bandpass, or bandstop), filter approximation function (transfer function) from comprehensive list of functions such as Chebyshev, Bessel, Maximally flat, Lagendre, and more, and construction type. For a given response, users can specify the preferred realization technology for the physical filter design.

Distributed 

Distributed element filters are obtained by using cascaded-transmission lines, cascaded-coupled lines, or multiple-coupled lines to synthesize the physical layout of shunt-stub bandpass, stepped-impedance resonator, edge-coupled, interdigital, hairpin, and combline bandpass filters. With the user-specified physical stack-up information of the substrate medium, iFilter provides feedback on higher-order modes, surface waves, and line widths for common characteristic impedances.

Lumped Element

Users choose from among the supported filter categories (lumped, narrowband lumped, coupled resonator, and more) for filters based on discrete, lumped-element components (inductors, capacitors) and define the coupling options (inductive/capacitive) for narrowband designs. Response specifications include filter order (N), center frequency, passband corners, bandwidth, insertion loss in the stop-band, shunt inductor value for a lumped, capacitively-coupled resonator bandpass filter, source/load terminations, and more.

Transmission Zeros

The iFilter wizard supports direct definition of transmission zeros or advanced filter designers and provides automated extraction of zeros and implementation of producible transforms.

Lossy or Real

Filter designers have the option to model lumped elements as a simple lossy inductor/capacitor. They can define the self-resonate frequency of an element (such as an inductor with a capacitive effect) to capture real-world parasitics or a commercially-available discrete inductor/capacitor by searching/replacing the ideal elements with a part from the software’s internal vendor database.

Elements can be analyzed using the models selected on the lumped-model options dialog box/realization tab by clicking the design options button (models include real-world vendor data). Elements are mapped using the models selected on the lumped model options dialog box/realization tab by clicking the design options button. If a model does not include self-resonant frequency (SRF), INDQ/CAPQ mapping is used. Real-world vendor data is also mapped according to this criteria.

Interesting tutorials

How to convert PDF to TIFF with Office Convert Pdf to Jpg Jpeg Tiff Free

… images with Office Convert Pdf … free version of the Office … need to download the following …

How to Use Microsoft Excel 2016 keyboard shortcuts

… with Microsoft Office 2007, and … 2016, feel free to leave …

How to use and customize Microsoft Word 2016 keyboard shortcuts

… the MS Office software suite … need to download the following … combinations, feel free to leave …

How To Optimize the Wi-Fi Network On Your Mac

… cordless phones, microwaves, baby monitors … microwaves, you should make sure a microwave

How to disable ads in Windows 10

… Disable Microsoft Office ads
These … Diable Get Office app Notifications … , feel free to leave …

How to convert TXT to CSV

… need to download the … Office Excel
Microsoft Office … Microsoft Office Excel provides …

How to Convert Excel to ICS Calendar Files with MS Excel and CSV to iCal Calendar Convertor

… the Microsoft Office office suite … ;and the free CSV to … need to download the following …

Programs for query ″awr microwave office download″

Download

4 on 1 vote

Advanced Word Repair is a powerful Word document recovery tool.

Advanced Web Ranking

Download

5 on 2 votes

Advanced Web Ranking provides you with a complete set of SEO tools that will help you effectively track and analyze your search engine rankings in time.

PCTran PWR

Download

4.7 on 3 votes

PWRs of once-through steam generators of B&W or ABB designs. With PCTRan AWR you can view and simulate major accidents that occured during the time.

… . With PCTRan AWR you can …

Actual Window Rollup

Download

4 on 7 votes

Actual Window Rollup is a small utility that hides window’s contents area and leaves only its title bar visible.

Download

4 on 1 vote

Active Web Reader is a free web feed reader that supports RSS 0.

Download

3 on 2 votes

… for your office, home or …

dbTrends for Oracle AWR and STATSPACK

Download

3 on 1 vote

dbTrends is a powerful solution for large enterprises to monitor and tune many Oracle databases from a single point using advanced AWR performance data.

… using advanced AWR performance data …

Download

1 on 1 vote

Anytotal Webcam Recorder is a software which able to record smooth video.

spAnalyzer

Download

spAnalyzer is a tool which provides analysis of text report files generated by Oracle Automatic Workload Repository (AWR) and STATSPACK tools.

… Workload Repository (AWR) and … containing in AWR or … -Supports Oracle AWR text reports …

Aginity Workbench for Redshift

Download

Aginity Workbench for Redshift is an easy-to-use application that enhances your performance when you are working with your data warehouse.

Типы данных, накапливаемых AWR

Средство AWR собирает огромное количество статистики производительности, включая приведенную в следующем списке.

  • Базовая статистика, которая является также частью представлений V$SYSSTAT и V$SESSSTAT.
  • Статистика SQL, служащая для идентификации ресурсоемких операторов SQL.
  • Статистика использования базы данных, информирующая о том, как база данных в конкретный момент обращается к различным объектам.
  • Статистика временной модели, которая сообщает о том, сколько времени потребовало каждое действие в базе данных.
  • Статистика ожидания, представляющая информацию об ожиданиях сеанса (в предыдущих версиях для сбора информации об ожидании сеанса нужно было соединять представление V$SESSION с представлением V$SESSION_WAIT; теперь в представление V$SESSION появилось несколько новых столбцов, так что можно запрашивать его напрямую).
  • Статистика ASH, которая регулярно сбрасывается в AWR.
  • Статистика использования базы данных, которая сообщает, насколько интенсивно база использует различные средства.
  • Результаты различных сеансов советников по управлению, таких как Segment Advisor и SQL Access Advisor.
  • Статистика операционной системы, вроде использования базой данных дискового ввода-вывода и памяти.

Как объяснялось в этой заметке в блогах, ADDM автоматически запускается после каждого снимка AWR, анализируя период времени между двумя последними снимками. Сравнивая, к примеру, разницу в статистике между снимками, ADDM узнает, какие операторы SQL больше всего нагружают систему. Затем ADDM сосредоточивается на этих операторах.

Associated Products

The AWR Design Environment platform provides a single, complete design environment that seamlessly integrates simulation and design technology and manages the circuit/system/EM components within a project, supporting schematic design entry and fully-synchronized physical design and layout.

Microwave Office circuit design software features APLAC multi-rate, transient, and transient-assisted HB, as well as time-variant (circuit envelope) analysis for linear and nonlinear circuit simulation of PAs and low-noise amplifiers (LNAs). Design aids include load-pull analysis, network synthesis (optional), design for manufacturing (optimization, yield, and statistical analysis), device libraries for printed-circuit board (PCB)-based designs, and process design kits (PDKs) for microwave monolithic integrated circuit (MMIC) and RFIC amplifiers.

The AXIEM 3D proprietary full-wave planar EM simulator is based on method-of-moments (MoM) fast-solver technology that readily analyzes on-chip passive structures, transmission lines, interconnects, vias, entire matching networks, and MMIC/RFIC amplifier packaging. Designers can extract S-parameters of passive structures directly embedded in an amplifier design and visualize fields and currents for potential resonances and other parasitics.

Visual System Simulator (VSS) system design software provides virtual test benches that support multiple wireless communications standards for linearity performance metrics such as ACPR and EVM. The software also offers modulation load-pull analysis for optimizing amplifier linearity for PAs.

The Analyst simulator with integrated 3D finite-element method (FEM) EM analysis enables designers to model 3D structures used in PCB- and IC-based amplifiers, including package and board interconnects, via fencing, wire bonds, air bridges, and ball grids.

Network synthesis automatically creates two-port, impedance-matching networks based on proprietary evolutionary EM optimization.

PDKs developed to work with AWR software are available from leading gallium arsenide (GaAs), gallium nitride (GaN), and silicon (Si) foundries.

The radar and 5G libraries support communication/radar signal generation and test benches for power amplifier (PA) simulations of radar and 5G communications systems.

The Solution

Micran chose AWR Design Environment with the OMMIC ED02AH pseudomorphic high-electron-mobility transistor (pHEMT) process design kit for this exacting design task because it provides all the technologies needed and offers a user-friendly interface that enabled Micran designers to focus on solving their design problems.

The linear and nonlinear (harmonic balance) simulators in Microwave Office circuit design software were used for the core chip MMIC design. Harmonic balance (HB) was used for the calculation of nonlinear circuit parameters, including output power P1dB in the RX/TX mode, current consumptions, output voltages of the control logic, and more. HB was also used for a bit-by-bit checking of the attenuator, phase shifter, and switches to confirm that all control lines were correctly connected to switch elements. This approach enabled the designers to successfully design this complex MMIC after a single manufacturing iteration. The goal of the second iteration was to decrease the RMS phase error for the phase shifter included in the core chip.

Оцените статью:
Оставить комментарий
Adblock
detector