Программа моделирования MEMFIS

Программа моделирования высокочастотных электромагнитных полей методом векторных конечных элементов MEMFIS.

Наименование разработки

Программа моделирования высокочастотных электромагнитных полей методом векторных конечных элементов MEMFIS

Назначение

Моделирование высокочастотных электромагнитных полей в сложных радиоэлектронных устройствах, расчет параметров и характеристик этих устройств.

Краткое описание

Универсальный конкурентный на мировом рынке программный продукт позволяет рассчитывать электромагнитное поле, параметры и характеристики сложных СВЧ-устройств, включая антенны, волноводные и микрополосковые устройства и интегральные схемы.

В программе используется метод векторных конечных элементов в частотной области. Разбиение расчетной области на элементы производится с помощью оригинального адаптивного генератора сетки, способного исправлять ошибки импортируемых CAD-моделей. Программа работает в нескольких режимах: расчет на одной частоте, в диапазоне частот с заданным шагом, расчет собственных частот.

Расчет в диапазоне частот может производиться как в режиме перебора частот, так и методом быстрого частотного сканирования, основанного на уменьшении размерности модели. Оригинальная версия этого метода позволяет экстраполировать решение, полученное в одной частотной точке, на широкий частотный диапазон шириной до трех октав практически без потери точности. На рисунке представлена диаграмма направленности адаптивной антенны в частоте 772 МГц.

Программа имеет дружественный входной и развитый выходной графические интерфейсы.

Основные технические характеристики

  • Программный пакет работает в среде Windows и Linux, требует не менее 4 ГБ оперативной памяти.
  • Работает в четырех режимах: расчет в одной частотной точке, расчет в диапазоне частот с заданным шагом по частоте, расчет заданного числа собственных значений, расчет в режиме параметрического анализа.
  • Результаты расчета: распределение поля в объеме, на плоскости и вдоль линии, S-параметры, диаграмма направленности, распределение токов и рассеиваемой мощности, волновое сопротивление резонаторов.
  • Моделирование фантома.
  • Расчет удельной поглощаемой мощности.

Конкурентные преимущества

  • Программа MEMFIS, по сравнению с зарубежными программами аналогичного назначения, обеспечивает большую точность расчета собственных значений, позволяет автоматически строить сетку для устройств, содержащих сотни деталей разного размера и выполненных из разных материалов.
  • Может автоматически исправлять ошибки в моделях, импортированных из программ автоматизированного проектирования (AutoCad, Компас).
  • Метод быстрого частотного сканирования, используемый в программе MEMFIS, позволяет на 2-3 порядка сократить время анализа систем в широком диапазоне частот.
  • Позволяет рассчитывать волновое сопротивление резонаторов, определять удельную мощность поглощения в теле человека, моделировать тестирование на отсутствие помех звуковым аппаратом (HAC).

Стадия разработки

В настоящее время распространяется 3-я версия программы MEMFIS.

  • В программе в качестве конечных элементов используются тетраэдры, позволяющие с высокой точностью аппроксимировать криволинейные границы объектов. Для построения тетраэдральной сетки используются специально разработанные генераторы сетки.
  • В программе используется алгоритм быстрого частотного сканирования, в соответствии с которым расчет производится только в одной частотной точке, соответствующей середине расчетного диапазона частот. Особенностью примененного в программе MEMFIS алгоритма является ортогонализация моментов по мере их вычисления.
  • Программа имеет режим работы «параметрический анализ», в котором можно менять любые параметры системы (геометрические и электрофизические параметры) с заданным шагом или с перебором заданных значений.
  • Результаты вычислений выводятся в виде двухмерных и трехмерных графиков, эпюр электрического и магнитного полей и плотности рассеиваемой мощности.
  • Имеется возможность включать анимацию распределения поля.

Зарубежные и российские аналоги

Отечественные аналоги не обнаружены.

За рубежом имеются программы Ansis HFSS, Feko, CST Microwave Studio аналогичного назначения. Однако они имеют менее удобный интерфейс. Последняя программа работает во временной области, что требует использования преобразования Фурье для перехода в частотную область.

Области применения разработки

  • Моделирование волновых электромагнитных полей сложных радиоэлектронных устройств.
  • Оптимизация характеристик диаграмм направленности антенн сотовых телефонов (продукция «LG ELECTRONICS Inc» – более 100 моделей).
  • Исследование влияния электромагнитного излучения на биологические среды.
  • Расчет резонаторов усилительных клистронов.
  • Расчет замедляющих систем для ЛБВ.
  • Расчет вакуумных окон.
  • Расчет направленных ответвителей в волноводном и микрополосковом исполнениях.

Расчет электромагнитных полей
и параметров антенн

Правовая охрана

В настоящее время проводятся мероприятия по правовой защите программы в России и Корейской республике

Контакты

Центр стратегического партнерства и инноваций (ЦСПИ)

пн. - пт. с 9:00 до 17:30
+7 812 234-29-17
uvp@etu.ru