はじめに

電磁モデリングの分野のエンジニアの多くは、他の環境での問題のシミュレーション結果のさらなる処理と使用、または逆に、ある媒体から別の媒体へのパラメータの転送について疑問を持っています。 結果を別のプログラムが理解できる形式にエクスポートして使用したり、データを手動で入力したりしても問題ないと思われます。 ただし、このアクションのシーケンスをN回実行する必要があるタスクが頻繁に発生し、これらのアクションのパフォーマンスはゼロになる傾向があります。 タイトルに示されているトピックに興味がある場合は、catの下でお願いします。



現在のデータ処理の傾向により、ラジオエンジニアはどこでも強力なMathworks Matlabツールを使用して目標を達成しています。 このパッケージを使用すると、デジタル信号処理、FPGAおよび通信システム全般のモデリング、レーダーモデルの設計などの問題を解決できます。 これにより、Matlabはほぼすべての無線技術者にとって不可欠なアシスタントになります。



高精度の電気力学モデリングの専門家は、他の特定のソフトウェアパッケージを使用して作業することが多く、その1つがCST Microwave Studioです。 Eurointech Webサイトには、この製品に関する多くの記事があります。 したがって、その主要な側面に異議を唱える必要はありません。



著者は最近、上記のパッケージを同時に使用するという課題に直面しました。 この記事では、この問題を解決するための可能な方法と、同様のタスクの範囲を反映したいと思います。

戦略

一般的なケースでは、Matlabで実行された関数によって指定された周波数範囲でMicrowave Studioでプロジェクトをシミュレートし、他の計算で透過係数S _ijのモデリング結果を使用する必要がありました。



説明した一連のアクションを1〜数千回実行する必要があるため、データの手動入力および出力の方法はすぐに低下しました。



Matlab関数から直接Microwave Studioシミュレーションパラメーターの制御を確立しようとすることが決定されました。 利用可能なCSTとMatlabのヘルプの分析、およびインターネットリソースは、両方のプログラムがActiveXフレームワークの使用をサポートしていることを示しました。

ActiveXは、さまざまなプログラミング言語で記述されたプログラムからの使用に適したソフトウェアコンポーネントを定義するためのフレームワークです。 ソフトウェアは、それらの機能を利用するために、これらのコンポーネントの1つ以上から組み立てられます。



このテクノロジは、1996年にMicrosoftによってコンポーネントオブジェクトモデル（COM）およびオブジェクトリンクと埋め込み（OLE）テクノロジの開発として初めて導入され、現在ではMicrosoft Windowsオペレーティングシステムで広く使用されていますが、テクノロジ自体はオペレーティングシステムに関連付けられていません。



CST Studioの説明から、そのコンポーネントはいずれもマネージドOLEサーバーとして機能できることがわかります。 OLEは、Microsoftが開発した、オブジェクトを他のドキュメントやオブジェクトにリンクおよび埋め込むためのテクノロジーです。 したがって、これはMicrosoft Windowsソリューション、Matlab、CST Microwave Studio + OLEテクノロジーです。



次に、これらすべてをMatlabで実装する方法を理解する必要があります。

MatlabからCSTを管理するための基本機能

[1]から、ActiveXインターフェイスの操作に必要ないくつかの基本機能を区別できます。

actxserver
      
      

        
        
        
      

    
        
        
        
      
      

        
        
        
      

    
     

-ローカルまたはリモートサーバーを作成します。

 invoke
      
      

        
        
        
      

    
        
        
        
      
      

        
        
        
      

    
     

-ActiveXオブジェクトのメソッドを呼び出します。



簡単に言えば、 actxserverコマンドの本質は、管理対象プログラムとして機能するプログラムを初期化（開く）し、 呼び出す -管理対象プログラムの特定のセクションを参照することです。



例：

 st = actxserver('CSTStudio.Application')
      
      

        
        
        
      

    
        
        
        
      
      

        
        
        
      

    
     

-コマンドは、OLEによって管理される「 CSTStudio.Application 」オブジェクトを変数「cst」にバインドします。 この場合、「 CSTStudio.Application 」という名前はActiveX環境で一意の名前であるため、アクセスするプログラムを理解できます。

 mws = invoke(cst , 'NewMWS')
      
      

        
        
        
      

    
        
        
        
      
      

        
        
        
      

    
     

-メインプログラムメニュー間を移動できます。この場合、CST Studioアプリケーションに関連付けられた「 cst 」変数にコマンドを送信して、新しい空のプロジェクトファイルを作成します。

 invoke(mws, 'OpenFile', '<  >')
      
      

        
        
        
      

    
        
        
        
      
      

        
        
        
      

    
     

-新しく作成された空のタブの<File Path>にある特定のファイルを開くコマンドを送信します。このタブは変数「mws」に関連付けられています。

 solver = invoke(mws, 'Solver')
      
      

        
        
        
      

    
        
        
        
      
      

        
        
        
      

    
     

-このコマンドは、Microwave Studioの「 mws 」変数に関連付けられているプロジェクトタブのソルバータブに ソルバー変数を割り当てます。

 invoke(solver, 'start')
      
      

        
        
        
      

    
        
        
        
      
      

        
        
        
      

    
     

-このチームは、オープンプロジェクトのためにCST Studioを使用して、ソルバータブに移動し、モデルの計算を開始します。



Matlabの[ ワークスペース ]タブを開いて 、変数の値cst 、 mws 、 solverを見ると、次のことに気づくでしょう：

• cst変数の値は<1x1 COM.cststudio_application>です。 つまり、cst変数はメインのMicrowave Studioウィンドウに接続されており、その中にファイルを作成したり、閉じたりすることができます。 invoke関数（cst、 'NewMWS'）を使用してファイルが作成された場合、クローズはコマンドによって実行されます
  
  
  
  

   invoke(cst, 'quit')
        
        
  
          
          
          
        
  
      
          
          
          
        
        
  
          
          
          
        
  
      
       

  
  
  
• mws変数は<1x1 Interface.cststudio_application.NewMWS>です。 これは、mws変数がメインCSTウィンドウの特定のプロジェクトタブに関連付けられていることを意味します。 [プロジェクト]タブでは、完成したプロジェクトを開き、保存して閉じ、プロジェクトで作業するためのタブに移動できます。
  
  
  
  コマンドの例：
  
  
  
  

   invoke(mws, 'save')
        
        
  
          
          
          
        
  
      
          
          
          
        
        
  
          
          
          
        
  
      
       

  -現在のプロジェクトを保存します。
  
  
  
  

   invoke(mws, 'quit')
        
        
  
          
          
          
        
  
      
          
          
          
        
        
  
          
          
          
        
  
      
       

  -現在のプロジェクトを閉じます。
  
  
  
  

   invoke(mws,'SelectTreeItem','1D Results\S-Parameters\S1,1')
        
        
  
          
          
          
        
  
      
          
          
          
        
        
  
          
          
          
        
  
      
       

  -ワークスペースのフォルダツリーでファイルを選択し、「ツリー」から任意のファイルにアクセスできるようにします。 ファイルパスを設定する場合、この関数では大文字と小文字が区別されます。
  
  
  
  

   brick = invoke(mws, 'brick ')
        
        
  
          
          
          
        
  
      
          
          
          
        
        
  
          
          
          
        
  
      
       

  -キューブ作成タブに移動します。
  
  
  
  

   units = invoke(mws, 'units')
        
        
  
          
          
          
        
  
      
          
          
          
        
        
  
          
          
          
        
  
      
       

  -プロジェクトの寸法を変更するためのウィンドウに移動します。
  
  
  
  
• 前の段落で作成されたソルバー変数とブリック変数とユニット変数の値は、それぞれ<1x1 Interface.cststudio_application.NewMWS.solver> 、 <1x1 Interface.cststudio_application.NewMWS.brick>および<1x1 Interface.cststudio_application.NewMWS.units>です。意味-これらの変数はすべて、オブジェクトの特定のプロパティを設定することにより、ターミナルウィンドウに関連付けられます。 たとえば、一連のコマンドで変数ブリックにアクセスする場合：
  
  
  
  

   invoke(brick,'Reset'); invoke(brick,'name','matlab'); invoke(brick,'layer','PEC'); invoke(brick,'xrange','-10','10'); invoke(brick,'yrange','-10','10'); invoke(brick,'zrange','-10','10'); invoke(brick,'create');
        
        
  
          
          
          
        
  
      
          
          
          
        
        
  
          
          
          
        
  
      
       

  
  
  「 matlab 」という名前の「 PEC 」素材から、現在のプロジェクトユニットの20x20x20キューブを作成します。

管理対象オブジェクトの階層

上記に基づいて、MatlabからCST Studioにアクセスするために従う必要のある管理対象要素の特定の階層を選択できます。









図1-CST Studioの管理対象要素の階層



図1からわかるように、プロジェクトのパラメーターを変更するには、まず、CST Studioのメインウィンドウを初期化し、次にプロジェクトの特定のタブに切り替え、次に特定のインターフェイスオブジェクト（計算機、ジオメトリ、ユニットのプロパティを変更するためのウィンドウに切り替えます）が必要です測定値など）。

制御用のコマンド検索アルゴリズム

メインウィンドウとプロジェクトタブの初期化ですべてが単純な場合、パラメーターを入力および変更するための一連のウィンドウは非常に大きく、1つの記事でそれらにアクセスするすべての方法は不可能に思えます。 これらは、CST Studio Suiteに付属のリファレンス資料で完全に利用可能です。 ただし、CST Studioの任意の場所にアクセスするためのすべてのコマンドの形式を見つけるための次のアルゴリズムは、より簡単に思えます。



20x20x20キューブを作成する前の例を考えてみましょう。 同じキューブを作成しますが、CST Studioのグ​​ラフィカルインターフェイスを使用し、[ モデリング ]タブで[ 履歴リスト ]ボタンを見つけます。









図2-履歴リストの呼び出しウィンドウ



Define brickアイテムを開き、Matlabでそのコンテンツとコードを表示します。これにより、この一連のアクションを繰り返すことができます。









図3-ブリックウィンドウとMatlabコードの定義



図3は、Matlabのコードが履歴リストのアイテムのほとんどのコピーであることを示しています。 したがって、プロジェクトタブを選択した後（Matlabコードの2行目以降）、どのターミナルオブジェクトにアクセスする必要があるかを理解するには、CSTインターフェイスオブジェクト（この場合はBrick ）の間に接続を作成し、 履歴リストからこのオブジェクトにコマンドを順次送信します。



ただし、 履歴リストのすべてのコマンドにこの構文があるわけではありません。 たとえば、計算の周波数範囲は次の行を使用して設定されます。









図4-履歴リストでの周波数範囲の設定



ここでも、明らかに、コマンドの送信先オブジェクトの名前- ソルバーがあります。 次に、Matlabから周波数範囲を変更するコマンドは次のようになります。

 solver = invoke(mws,'Solver'); invoke(solver,'FrequencyRange','150','225');
      
      

        
        
        
      

    
        
        
        
      
      

        
        
        
      

    
     

MatlabからCST Studioを管理するためのオブジェクト名とコマンド形式を検索するためのアルゴリズムを定式化します：

1. CST Studioのグ​​ラフィカルインターフェイスから、Matlabで自動化するすべてのアクションを実行する必要があります。
2. Modeling \ History Listで必要な操作のテキストを開きます（「 define brick 」、「 define frequency range 」など）。
3. 以下のコマンドを使用して、MatlabからCST Studioに連絡し、必要なファイルを開きます。
   
   
   
   

    st = actxserver('CSTStudio.Application') mws = invoke(cst , 'NewMWS') invoke(mws, 'OpenFile', '<  >')
         
         
   
           
           
           
         
   
       
           
           
           
         
         
   
           
           
           
         
   
       
        

   
   
   
4. 次のコマンドを使用して、履歴リストのヘッダーにより、パラメーターを変更する必要があるCST Studioオブジェクトとの接続を初期化します。
   
   
   
   

    <> = invoke(mws, '< >')
         
         
   
           
           
           
         
   
       
           
           
           
         
         
   
           
           
           
         
   
       
        

5. オブジェクトの履歴リストに記載されているコマンドを1行ずつ入力します。
   
   
   
   

    invoke(<>, '<>', '<1>', '<2>')
         
         
   
           
           
           
         
   
       
           
           
           
         
         
   
           
           
           
         
   
       
        

試行錯誤によるこのアクションのアルゴリズムは、Matlabコードを使用してCST Studioを管理する問題の解決につながります。

分析結果のまとめ

上記の後、読者はすでに自分自身をさらに処理するためにリーダーを送信できますが、記事の冒頭で、タスクはMatlabからCSTに周波数範囲パラメーターを入力し、S-transmissionパラメーターとしてMatlabにシミュレーション結果をインポートするように設定されました。 また、結果を履歴リストにエクスポートすることは表示されません。



グラフィカルインターフェイスを使用して、これは次のように行われます。

1. 計算後、フォルダの「ツリー」でファイルを選択して表示します。
2. 2 Post Processing \ Import / Export \ Plot Data（ASCII）タブを使用して、ASCIIファイルにエクスポートします。

Matlabコマンドでは、同じことをする必要があります。



チームはすでに言及されています

 invoke(mws,'SelectTreeItem','1D Results/S-Parameters/S1,1')
      
      

        
        
        
      

    
        
        
        
      
      

        
        
        
      

    
     

作業フィールドの「ツリー」で目的のファイルを選択できます。 結果をASCIIで表示するには、組み込みのCST関数「 ASCIIExport 」を使用します。

CSTヘルプからこの機能を実行するには、次のコマンドをCSTに送信する必要があります。

 export = invoke(mws,'ASCIIExport')
      
      

        
        
        
      

    
        
        
        
      
      

        
        
        
      

    
     

-エクスポート変数を使用したエクスポート関数の初期化。

 invoke(export,'reset')
      
      

        
        
        
      

    
        
        
        
      
      

        
        
        
      

    
     

-すべての内部パラメーターをデフォルト値にリセットします。

 invoke(export,'FileName','C:/Result.txt')
      
      

        
        
        
      

    
        
        
        
      
      

        
        
        
      

    
     

-保存パスとファイル名の設定。

 invoke(export,'Mode','FixedNumber')
      
      

        
        
        
      

    
        
        
        
      
      

        
        
        
      

    
     

-ポイントを保存する方法の選択。 FixedNumber-厳密に指定されたポイント数を表示します; FixedWidth-指定されたステップでポイントを表示します。

 invoke(export,'step','1001')
      
      

        
        
        
      

    
        
        
        
      
      

        
        
        
      

    
     

-出力/ステップ幅のポイント数;

 invoke(export,'execute')
      
      

        
        
        
      

    
        
        
        
      
      

        
        
        
      

    
     

-撤退コマンド。



このコマンドセットを使用すると、ディスクCにあるファイルに、 Results.txtという名前の反射係数S _11の値を1001ポイントの量で表示できます。

したがって、最初に設定されたタスクは完全に解決されました。

中古文学

[1] Potemkin、Valery Georgievich MATLAB入門/ V.G. ポチョムキン。 -モスクワ：Dialog-MEPhI、2000 .-- 247 p .:タブ -ISBN 5-86404-140-8

[2] CST Studio Suiteに付属のリファレンス