Идеальная пара для настройки фильтров: CST Studio Suite® и R&S®ZNB

Модуль CST® Filter Designer 3D, входящий в состав программного обеспечения для имитации CST Studio Suite® от компании Dassault Systèmes, — полноценный инструмент для синтеза фильтров и диплексеров. Он предоставляет широкий спектр функций для всего процесса разработки связанных резонаторных фильтров и решения ряда других задач с использованием настройки на основе ВАЦ. ПО CST Filter Designer 3D помогает выполнить настройку аппаратного обеспечения фильтра, значительно сокращая время на оптимизацию устройства для соответствия требуемым спецификациям. Удобным инструментом, поддерживающим быстрое считывание данных для настройки фильтров в реальном масштабе времени, является векторный анализатор цепей R&S®ZNB от компании Rohde & Schwarz.

Настройка ВАЦ с помощью CST Filter Designer 3D и R&S®ZNB
Рисунок 1 — Настройка ВАЦ с помощью ПО CST Filter Designer 3D и R&S®ZNB.

Измерительная задача

Испытания фильтров/диплексеров базовых станций 4G/5G — сложная задача. Они требуют хорошего подавления внеполосного излучения. Вырезы передаточной функции, также называемые нулями, могут иметь глубину до 80 дБ и более. Идеальным решением для данного сценария станут высокоскоростной векторный анализатор цепей R&S®ZNB с хорошим динамическим диапазоном и пакет программ CST Studio Suite® от компании Dassault Systèmes.

Динамический диапазон R&S®ZNB (при полосе ПЧ 10 Гц).
Рисунок 2 — Динамический диапазон R&S®ZNB (при полосе ПЧ 10 Гц).

Решение от компании Rohde & Schwarz

Для настройки в реальных условиях пакет CST Studio Suite® поддерживает соединения по USB, через сокеты и через Ethernet, что дает возможность подключать широкий спектр векторных анализаторов цепей компании Rohde & Schwarz. R&S®ZNB — лидирующий на рынке векторный анализатор цепей для производственных сред, главными характеристиками которого являются скорость, динамический диапазон и удобство эксплуатации. Высокая точность измерений сочетается в нем с исключительной скоростью — меньше 5 мкс на точку. Это обеспечивает малое время развертки, например 4 мс для 401 точки. Кроме того, векторный анализатор цепей R&S®ZNB поддерживает работу с устройствами высокой мощности и при этом имеет высокую чувствительность и низкий уровень измерительного шума. Обычный динамический диапазон базового блока R&S®ZNB составляет 140 дБ (при полосе ПЧ 10 Гц), что превосходит другие аналогичные продукты на рынке. Дополнительные средства улучшения динамического диапазона расширяют динамический диапазон до 150 дБ (это реальный динамический диапазон без перехода приемников в режим компрессии при низких коэффициентах передачи).

Полностью интегрированное и удобное решение
Процедура настройки фильтра состоит из четырех этапов:

  • Откалибруйте векторный анализатор цепей R&S®ZNB и выполните измерения S-параметров на ИУ
  • Установите удаленное соединение между ПО CST Filter Designer 3D на ПК и векторным анализатором цепей R&S®ZNB. Программное обеспечение автоматически считывает данные измерений в реальном масштабе времени
  • Программное обеспечение извлекает из измеренных S-параметров матрицу связи на основе выбранной топологии фильтра
  • Столбики ошибок указывают степень рассогласования связей и авторезонанса. Это предоставляет необходимую информацию для оптимизации аппаратного обеспечения фильтра с помощью встроенных механизмов настройки фильтра, таких как винты, конденсаторы переменной емкости и варакторы.

Показанная модель фильтра была разработана с помощью CST Filter Designer 3D и сымитирована в CST Studio Suite®. При условии точного производственного процесса тот же результат будет получен при реальных измерениях с помощью R&S®ZNB после настройки аппаратного обеспечения в соответствии со смоделированной матрицей связи.

Ниже на снимке экрана показана среда CST Filter Designer 3D с измеренными S-параметрами, которые были считаны из R&S®ZNB. Столбики ошибок указывают степень отклонения каждого элемента матрицы от оптимальной настройки.

Фильтр с пронумерованными резонаторами.
Рисунок 3 — Фильтр с пронумерованными резонаторами.

Применение

Гребенчатый коаксиальный резонаторный фильтр
Фильтр имеет АЧХ 6-го порядка с двумя нулями передаточной функции чуть выше полосы пропускания. Топология фильтра состоит из двух каскадных секций с тремя резонаторами в каждой. На показанном на рисунке 3 устройстве красными цифрами отмечены винты настройки резонаторов.

Интерфейс пользователя CST Filter Designer 3D, в котором показана матрица связи
Рисунок 4 — Интерфейс пользователя CST Filter Designer 3D с отображаемой матрицей связи.
Открытый Lightbox

Уведомление о товарных знаках и авторских правах
SIMULIA и CST Studio Suite являются торговыми товарными знаками или зарегистрированными товарными знаками Dassault Systèmes (французская «европейская компания», регистр версальского коммерческого суда: № B 322 306 440) или ее дочерних компаний в США и/или других странах. Все остальные товарные знаки являются собственностью их владельцев. Использование любых товарных знаков Dassault Systèmes или ее дочерних компаний осуществляется с их письменного согласия. Названия продуктов и услуг могут быть товарными знаками или знаками обслуживания Dassault Systèmes или ее дочерних компаний.

Права на изображения © Корпорация Dassault Systèmes Simulia, 2019 г.

Связанные решения