Применение макросов для автоматизированного выполнения однотипных операций при моделировании в САПР Ansys HFSS вол-новодно-щелевых антенн, построенных по SIW-технологии

М. М. Мигалин; В. Г. Кошкидько; В. В. Демшевский

doi:10.18127/j03209601-202301-04

Применение макросов для автоматизированного выполнения однотипных операций при моделировании в САПР Ansys HFSS вол-новодно-щелевых антенн, построенных по SIW-технологии

М. М. Мигалин¹, В. Г. Кошкидько², В. В. Демшевский³

научная статья УДК 621.396.677 Страницы: 63-77 doi.org/10.18127/j03209601-202301-04

^1,2 Южный федеральный университет (г. Таганрог, Россия)
³ Филиал РТУ МИРЭА (г. Фрязино, Россия)

Ключевые слова: Печатная волноводно-щелевая антенна SIW САПР макрос Python

Аннотация

Постановка проблемы. Волноводно-щелевые антенны, построенные по SIW-технологии, содержат как множество щелей, распределенных по некоторому закону, так и большое число металлизированных межслойных отверстий, повторяющихся с постоянным шагом. Для построения таких отверстий в САПР Ansys HFSS достаточно использовать встроенные функции копирования объекта. Однако при построении щелей, распределенных неравномерно по одной из координат, разработчик вынужден в ручном режиме выполнять однотипные операции в САПР Ansys HFSS. В связи с этим для исключения ошибок на этапе создания модели и ускорения ее построения целесообразно автоматизировать выполнение этих рутинных операций.

Цель. Полностью автоматизировать процесс моделирования в САПР Ansys HFSS волноводно-щелевой антенной решетки, построенной по SIW-технологии, включая построение модели, моделирование и вывод результатов моделирования, с помощью макроса Python.

Результаты. Разработан макрос на языке IronPython для полностью автоматизированного моделирования волноводно-щелевой антенной решетки, построенной по SIW-технологии. Показано, что макрос позволяет создать модель антенны на основе SIW-волновода по заданной ширине диаграммы направленности и уровню боковых лепестков, используя энергетический метод, установить возбуждающий порт и граничные условия излучения, а после создания модели вывести результаты моделирования в виде диаграммы направленности на фиксированной частоте.

Практическая значимость. Созданный макрос, запускаемый из среды САПР Ansys HFSS, позволяет полностью автоматизировать процесс электромагнитного моделирования волноводно-щелевой антенной решетки, построенной по SIW-технологии, и избавиться от необходимости построения однотипных объектов в печатных волноводно-щелевых антенных решетках вручную, что существенно сокращает время их проектирования.

Поступила: 30.11.2022
Одобрена: 11.01.2023
Принята: 20.01.2023

Для цитирования

Мигалин М.М., Кошкидько В.Г., Демшевский В.В. Применение макросов для автоматизированного выполнения однотипных операций при моделировании в САПР Ansys HFSS волноводно-щелевых антенн, построенных по SIW-технологии // Антенны. 2023. № 1. С. 63–77. DOI: https://doi.org/10.18127/j03209601-202301-04

Список источников

Demshevsky V.V., Migalin M.M., Sidorenko S.S., Bogachev I.A., Sikorskaya I.A., Shchuchkin G.G. Ka-band substrate integrated waveguide isolator with novel matched load // Conference of Russian Young Researchers in Electrical and Electronic Engineering (ElConRus). 2022. P. 1054–1057.
Demshevsky V.V., Migalin M.M., Sidorenko S.S., Kuchmy A.D., Bogachev I.A., Makarova L.A. Compact antipodal corrugated tapered slot antenna array based on SIW twists // Conference of Russian Young Researchers in Electrical and Electronic Engineering (ElConRus). 2022. P. 1048–1053.
Migalin M.M., Koshkid'ko V.G. Manufacturing process influence on SIW resonator permittivity extraction technique at millimeter waves // Radiation and Scattering of Electromagnetic Waves (RSEMW). 2021. P. 155–158.
Demshevsky V.V., Tsitovich A.A., Bogachev I.A., Migalin M.M. Investigation of an UWB antipodal tapered slot antenna element based on substrate integrated waveguide in an antenna array // IEEE Conference of Russian Young Researchers in Electrical and Electronic Engineering (EIConRus). 2020. P. 1060–1064.
Demshevsky V.V., Migalin M.M., Papenyshev M.V., Levashov M.S. UWB antenna Vivaldi based on substrate integrated waveguide // Radiation and Scattering of Electromagnetic Waves (RSEMW). 2019. P. 140–143.
Кошкидько В.Г., Мигалин М.М. Разработка линейной эквидистантной волноводно-щелевой антенной решетки и анализ ее направленных свойств // Антенны. 2018. № 2. С. 15–20.
PyAEDT documentation [Электронный ресурс] / URL: https://aedt.docs.pyansys.com/ (дата обращения 05.02.2023).
Henry M., Free C.E., Izqueirdo B.S., Batchelor J., Young P. Millimeter wave substrate integrated waveguide antennas: Design and fabrication analysis // IEEE Transactions on Advanced Packaging. 2009. V. 32. № 1. P. 93–100.
Воскресенский Д.И. и др. Устройства СВЧ и антенны. Проектирование антенных решеток: Учеб. пособие / Под ред. Д.И. Воскресенского. Изд. 4-е. М.: Радиотехника. 2012.
Cheng Y.J. Substrate integrated antennas and arrays. Boca Raton: CRC Press. 2018.
Xu F., Wu K. Guided wave and leakage characteristics of substrate integrated waveguide // IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques. 2005. V. 53. № 1. P. 66–73.
Кошкидько В.Г., Мигалин М.М. Исследование частотной зависимости диаграммы направленности резонансной волноводно-щелевой антенной решетки, состоящей из подрешеток, в САПР Ansys HFSS // Известия вузов России. Радиоэлектроника. 2020. Т. 23. № 4. С. 15–24.
Кошкидько В.Г., Мигалин М.М. Применение макросов языка VBScript при моделировании волноводно-щелевых антенн в САПР Ansys HFSS // Известия вузов России. Радиоэлектроника. 2020. Т. 23. № 1. С. 6–17.
Koshkid'ko V.G., Migalin M.M. Frequency performance analysis of a linear equidistant slotted waveguide antenna consisting of subarrays // Radiation and Scattering of Electromagnetic Waves (RSEMW). 2019. P. 480–483.
Koshkid'ko V.G., Migalin M.M. Design and investigation of a linear equidistant slotted waveguide antenna // Radiation and Scattering of Electromagnetic Waves (RSEMW). 2017. P. 291–294.

[1] Demshevsky V.V., Migalin M.M., Sidorenko S.S., Bogachev I.A., Sikorskaya I.A., Shchuchkin G.G. Ka-band substrate integrated waveguide isolator with novel matched load // Conference of Russian Young Researchers in Electrical and Electronic Engineering (ElConRus). 2022. P. 1054–1057.

[2] Demshevsky V.V., Migalin M.M., Sidorenko S.S., Kuchmy A.D., Bogachev I.A., Makarova L.A. Compact antipodal corrugated tapered slot antenna array based on SIW twists // Conference of Russian Young Researchers in Electrical and Electronic Engineering (ElConRus). 2022. P. 1048–1053.

[3] Migalin M.M., Koshkid'ko V.G. Manufacturing process influence on SIW resonator permittivity extraction technique at millimeter waves // Radiation and Scattering of Electromagnetic Waves (RSEMW). 2021. P. 155–158.

[4] Demshevsky V.V., Tsitovich A.A., Bogachev I.A., Migalin M.M. Investigation of an UWB antipodal tapered slot antenna element based on substrate integrated waveguide in an antenna array // IEEE Conference of Russian Young Researchers in Electrical and Electronic Engineering (EIConRus). 2020. P. 1060–1064.

[5] Demshevsky V.V., Migalin M.M., Papenyshev M.V., Levashov M.S. UWB antenna Vivaldi based on substrate integrated waveguide // Radiation and Scattering of Electromagnetic Waves (RSEMW). 2019. P. 140–143.

[6] Кошкидько В.Г., Мигалин М.М. Разработка линейной эквидистантной волноводно-щелевой антенной решетки и анализ ее направленных свойств // Антенны. 2018. № 2. С. 15–20.

[7] PyAEDT documentation [Электронный ресурс] / URL: https://aedt.docs.pyansys.com/ (дата обращения 05.02.2023).

[8] Henry M., Free C.E., Izqueirdo B.S., Batchelor J., Young P. Millimeter wave substrate integrated waveguide antennas: Design and fabrication analysis // IEEE Transactions on Advanced Packaging. 2009. V. 32. № 1. P. 93–100.

[9] Воскресенский Д.И. и др. Устройства СВЧ и антенны. Проектирование антенных решеток: Учеб. пособие / Под ред. Д.И. Воскресенского. Изд. 4-е. М.: Радиотехника. 2012.

[10] Cheng Y.J. Substrate integrated antennas and arrays. Boca Raton: CRC Press. 2018.

[11] Xu F., Wu K. Guided wave and leakage characteristics of substrate integrated waveguide // IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques. 2005. V. 53. № 1. P. 66–73.

[12] Кошкидько В.Г., Мигалин М.М. Исследование частотной зависимости диаграммы направленности резонансной волноводно-щелевой антенной решетки, состоящей из подрешеток, в САПР Ansys HFSS // Известия вузов России. Радиоэлектроника. 2020. Т. 23. № 4. С. 15–24.

[13] Кошкидько В.Г., Мигалин М.М. Применение макросов языка VBScript при моделировании волноводно-щелевых антенн в САПР Ansys HFSS // Известия вузов России. Радиоэлектроника. 2020. Т. 23. № 1. С. 6–17.

[14] Koshkid'ko V.G., Migalin M.M. Frequency performance analysis of a linear equidistant slotted waveguide antenna consisting of subarrays // Radiation and Scattering of Electromagnetic Waves (RSEMW). 2019. P. 480–483.

[15] Koshkid'ko V.G., Migalin M.M. Design and investigation of a linear equidistant slotted waveguide antenna // Radiation and Scattering of Electromagnetic Waves (RSEMW). 2017. P. 291–294.

Аннотация

Для цитирования

Похожие статьи