Vyvinuli jsme nový software umožňující pokročilou analýzu a návrh antén

Nový softwarový nástroj, který má podobu toolboxu do vývojového prostředí MATLAB, vyvinuli vědci z katedry elektromagnetického pole. Nástroj AToM, Antenna Toolbox for MATLAB, je společným dílem odborníků z FEL ČVUT, VUT v Brně a společnosti MECAS ESI s.r.o. Vývoj vychází z výzkumu, na kterém tým pracoval během posledních 10 let ve spolupráci se zahraničními pracovišti na univerzitách v Lundu, Lovani a Severní Karolíně.

Toolbox obsahuje řadu původních a světově unikátních přístupů k analýze elektricky malých antén a odražečů. Mezi ty nejvýznačnější lze zařadit výpočet maticových operátorů reprezentujících anténní veličiny (šířka pásma, uložená energie, účinnost, směrovost) a jejich následná minimalizace pomocí zobecněných vlastních problémů a konvexní optimalizace, případně rozklad zdrojových veličin do charakteristických modů. Jedinečné jsou rovněž algoritmy pro stanovení fyzikálních limitů elektricky malých antén a odražečů daného tvaru (což AToM implementuje jako první nástroj svého druhu). Svým rozsahem přesahuje 200 tisíc řádek kódu a je průběžně rozšiřován o aktuální poznatky z výzkumu elektricky malých antén.

Letos bude AToM mimo jiné využit v rámci Evropské školy antén (ESoA) jako výukový software. Tato inciativa se zaměřuje na mladé výzkumné pracovníky a odborníky z praxe v celoevropském měřítku. AToM však obsahuje i řadu interaktivních nástrojů využitelných při výuce nebo popularizaci anténní techniky a jejího návrhu i bez předchozích znalostí elektromagnetismu (kupř. intuitivní kreslení antény na tabletu s výpočtem a zobrazení proudové distribuce v reálném čase).

Společně s AToMem byl uvolněn i nástroj FOPS, Fast Optimization ProcedureS, který pokrývá rozsáhlou paletu deterministických i stochastických optimalizačních algoritmů. Mezi jeho největší přednosti patří optimalizace s proměnným počtem optimalizačních proměnných, totiž řešení takových problémů, kdy i počet proměnných je předmětem optimalizační úlohy.

AToM a FOPS – zejména pokud jsou využity společně – přinášejí řešení zcela nových a doposud neřešených, neboť jen velmi obtížně řešitelných, problémů z oblasti topologického návrhu a syntézy vyzařujících struktur.

AToM i FOPS jsou zdarma k vyzkoušení zde. Teoretický koncept vznikl za podpory Grantové agentury ČR v rámci projektů GACR P102/12/2223 a GACR 15-10280Y, implementace byla podpořena Technologickou agenturou v rámci projektu TACR TA04010457.

Za obsah odpovídá: