Gamma — отечественная программа полного электромагнитного анализа сложных СВЧ радиоэлектронных систем

Gamma— это программный комплекс автоматизированного проектирования и моделирования сложных высокочастотных радиоэлектронных систем, таких как:
- Антенно-фидерные устройства, включая фазированные антенные решетки,
- ВЧ и СВЧ печатные платы,
- Элементы СВЧ цепей: линии передач, делители, фильтры и т.п.,
- Резонаторы.

GAMMA сочетает в себе удобный пользовательский интерфейс, мощный 3-х мерный редактор, набор решателей, для моделирования разнообразных проблем, и набор инструментов для анализа результатов.

Точность моделирования сопоставима с коммерческими программами (ANSYS HFSS, SPEAG SEMCAD, CST Studio) и хорошо согласуется с данными измерений.

Успешно применяется для разработки различных конструкций антенн: UWB антенны, антенные решетки миллиметрового диапазона, антенны LTE MIMO, 5G для мобильных телефонов и т. д.

Импорт/Экспорт из всех основных САПР
- 2D/3D форматы: Pro-E / PTC Creo, ACIS SAT, STEP, IGES, STL. DXF
- Импорт ODB++ PCB files

Широкий набор инструментов для создания и редактирования геометрических объектов
- 1D/2D/3D примитивы
- Логические операции
- Инструменты для локального редактирования (смещение поверхности, скругление граней и т.д.)
- Преобразование 2-х мерных примитивов в 3-х мерные
- Инструменты для упрощения сложных форм

Инструменты для измерения: объем, площадь, длина

Расширенный набор точек привязки: вершины, ребра, центр поверхности, пересечение ребер, проекции и т.д.

Редактируемая история операций

Поддержка переменных и параметризация объектов (для параметрического анализа)

Помощники: создание массива антенн, фантом головы и руки, и т.д.

Конечно-Элементный решатель:
- Векторные конечные элементы (КЭ) высокого порядка в частотной области
- Автоматическое построение тетраэдальных КЭ сеток
- Адаптивное улучшение КЭ сеток

Поддержка высокопроизводительных систем (HPC):
- Параллельные расчёты на MPI и SMP системах
- Удаленный расчёт (Windows и Linux)

Типы анализа:
- С источником (S-параметры)
- Собственные частоты
- Электромагнитная совместимость/интерференция (ЭМС/ЭМИ)

Типы источников:
- Сосредоточенный порт
- Прямоугольный волновод и коаксиальный порт
- Электрический и магнитный диполь (ЭМС/ЭМИ)

Материалы:
- Линейные не дисперсионные диэлектрики
- Частотно зависимые ткани человека
- Металлы (учет конечной проводимости)

Граничные условия:
- Электрическая/магнитная стенка
- Конечная проводимость
- Сосредоточенные элементы (R/L/C)

Конечно-разностный решатель во временной области:
- Векторные конечные элементы (КЭ) высокого порядка в частотной области
- Быстрый широкополосный анализ
- Быстрое и удобное построение регулярных сеток
- Ускорение на видеокартах (Nvidia GPU с поддержкой CUDA)

Типы анализа:
- Широкополосный с источником (S-параметры)

Сосредоточенные порты и элементы цепей

Материалы:
- Линейные недисперсионные диэлектрики
- Идеальный металл

Граничные условия:
- Поглощающие (на границе расчетной области)

Сетевые параметры:
- S, Y, Z матрицы, КСВ
- Диаграмма Смита
- Экспорт Touchstone SnP Text files

Ближнее поле:
- Поверхностные токи
- Объемное/поверхностное распределение электрического и магнитного поля

Безопасность:
- Certification SAR
- RF Exposure

Параметры антенн:
- Частотные зависимости (графики) усиления антенны, КПД, полной излучаемой мощности и т.д.
- Envelope Cross-Correlation for MIMO
- Диаграмма излучения с контролем положения луча в реальном времени и инструментами анализа формирования луча для антенных решеток

Дополнительно:
- Анимация полей и токов
- Графики: Маркеры, настройка шрифтов, линий и т.д.
- Экспорт: Снимки экрана, Графики в текстовые и CSV файлы

Помощник создания Антенных решеток позволяет создавать прямоугольные решетки из одного излучателя

Во время анализа результатов можно задавать распределение фазы и амплитуды для прямоугольных антенных решеток:
- Анализ любых результатов в ближней и дальней зоне для любой комбинации портов и распределения амплитуд / фаз

Усовершенствованный анализ диаграммы направленности для прямоугольных антенных решеток:
- Управления лучом в реальном времени путем изменения смещения фазы для строк и столбцов
- Генерация многолучевого шаблона для анализа покрытия: генерация лучей по количеству углов с использованием генетической оптимизации
- Срез диаграммы направленности под любым углом Phi / Theta
- Суммарная функция распределения (CDF)
- Суммарный охват для нескольких антенных решеток

Режим для быстрого создания и анализа пассивных цепей:
- Согласующие цепи
- Фильтры
- Комбинированные характеристики антенных решеток
- и т.д.

Импорт/Экспорт Touchstone SnP файлов:
- Компоненты цепей:
- Делители мощности
- Линии задержки
- Сдвиг фазы

Моделирование:
- Анализ и настройка в режиме реального времени
- Автоматическая оптимизация (Генетический алгоритм)

Результаты:
- S-, Y-, Z- матрица, КСВ, Диаграмма Смита

Квазиоптическое моделирование для численного анализа распространения РЧ-волн на большие расстояния.
- Базируется на методе Shooting and Bouncing Rays (геометрическая оптика)
- Поддержка отражений, проникновение через препятствия (стены, окна, перегородки) и дифракции на ребрах

Анализ коммуникаций:
- Расчет многолучевого распространения радиочастотного сигнала между передающей (Tx) и приемной (Rx) антеннами в реальных условиях внутри или вне помещений
- Анализ полной системы, состоящей из передающих и приемных антенн, заданных диаграммами направленности, или только оценка покрытия для передающей антенны (базовой станции)
- Расчетные значения: принимаемая мощность, отношение сигнал-шум и пропускная способность для беспроводных сетей (LTE, Wi-Fi, Bluetooth, 5G NR).

Анализ диаграммы направленности:
- Оценка параметров излучения установленной антенны

Результаты коммуникационного анализа:
- Мощность принятого пилотного сигнала (RSRP)
- Пропускная способность канала передачи данных (Мбит/сек) для стандартов:

• Bluetooth 4.0/4.1/4.2/5.0,
• Wi-Fi IEEE 802.11 n/ac/ax,
• Wi-Max,
• LTE,
• 5G NR.

Цели
- Разработать mm-Wave антенную решетку для
- Подготовка к прототипированию и измерениям: спроектировать РЧ линию и делитель мощности для каждой подрешетки

Спецификации:
- Многослойная гибкая печатная плата
- 1x4 28Ghz/39GHz двух-диапазонная двойной поляризации антенная решетка
- – Компактный размер