Уважаемые посетители! Форум CQHAM.RU существует исключительно за счет показа рекламы. Мы будем благодарны, если Вы не будете блокировать рекламу на нашем Форуме. Просим внести cqham.ru в список исключений для Вашего блокировщика рекламы.
Показано с 1 по 8 из 8

Тема: HFSS. Вопросы по антенне 868 МГц

  1. #1

    Вопрос HFSS. Вопросы по антенне 868 МГц

    Привет уважаемым донам!
    Увидел подобную антенну у одного из производителей и захотелось мне такое повторить. Без малейшего понятия, под патентом она или ещё под чем - я продавать не собираюсь. Поэтому мне ровно.
    Итак, создал её в HFSS.
    Нажмите на изображение для увеличения. 

Название:	antenna.png 
Просмотров:	123 
Размер:	77.3 Кб 
ID:	358195
    Через Optimetrics оптимизировал её 5 дней и 6 ночей. Контролировал оптимизацию по графику S(1,1). Но ниже -3.75 дБ график упорно падать не хотел. И то это было где-то в стороне.
    Поэтому пришлось ухватиться за рычаги и заняться ручным управлением процесса. В результате через время, многократно меньшее, чем потребовалось Optimetrics не добиться ничего, получилось вот так.
    Нажмите на изображение для увеличения. 

Название:	antenna11.png 
Просмотров:	95 
Размер:	43.0 Кб 
ID:	358196
    Дальше полировать я уже не стал. Вроде и так хорошо.
    Но где же вопрос? Построил график сопротивления Z(1,1).

    Нажмите на изображение для увеличения. 

Название:	antennareim.png 
Просмотров:	101 
Размер:	40.8 Кб 
ID:	358197
    Ровно 50 Ом. Но так ведь не бывает? Меня вот что смущает: Z(1,1) - это точно входное сопротивление?
    "Бублик" коэффициента усиления.
    Нажмите на изображение для увеличения. 

Название:	antennaKy.png 
Просмотров:	74 
Размер:	58.3 Кб 
ID:	358198


  2. #2
    Цитата Сообщение от parovozz Посмотреть сообщение
    Увидел подобную антенну у одного из производителей и захотелось мне такое повторить.
    оптимизировал её 5 дней и 6 ночей.
    Так повторили её, что еще надо?
    Ведь параметрами вы не заморачивались, цели достигнуть комплекс параметров не ставили.
    Она может для чего то, неизвестного вам, и хороша, а для обычных применений она по полосе,
    повторяемости в металле и т. п. годится лишь во вторцветмет.

    Цитата Сообщение от parovozz Посмотреть сообщение
    Меня вот что смущает: Z(1,1) - это точно входное сопротивление?
    Точно. Но ...
    У вас на графике две линии, re - активная часть (реальная) и im - реактивная (мнимая)часть
    комплексного входного сопротивления Z. Само Z равно корню из суммы квадратов re и im
    Последний раз редактировалось ra6foo; 18.05.2021 в 22:53.

  3. #3
    Цитата Сообщение от parovozz Посмотреть сообщение
    Ровно 50 Ом. Но так ведь не бывает? Меня вот что смущает: Z(1,1) - это точно входное сопротивление?
    да, Z это матрица комплексных чисел многополюсника. Для 1-полюсника размерность матрицы 1х1, т.е. одно комплексное число.
    В полярной нотации Z = 50 + ∠o
    В прямоугольной нотации Z = 50 +j0


    Смущает что спиралька над землёй не может дать 50 Ом? Ну так это ж не четверть-волновый штырь над симметричной землёй. Это хз-сколько штырь, частично закручен в спираль над укороченной нерегулярной землей. По сути некоторый деформированный вариант диполя. Если полуволновый диполь может дать 71 Ом, то почему деформированный не может дать 50 Ом. Всегда есть некоторая промежуточная форма между крайностями - 71 Ом максимально распрямленный максимально тонкий диполь и 35 Ом четвертушка над бесконечной землей. Где то между 35 и 71 Ом всегда лежит и 50 Ом

    В любом случае это модель пока что "сферический конь в вакууме". Чтобы запитать реальную антенну нужна или полосковая линия или коаксиальный кабель. В модели её пока нет. После добавления в модель любой линии передачи она изменится. Если линия передачи трехпроводная, то третий провод ещё и будет частью антенны и резко изменит её параметры

    Кроме того, что касается точности моделирования импедансов и диаграммы направленности.
    При 3D-моделировании сильно излучающих структур (если в излучение у многополюсника уходит более 20-30% энергии), к которым по определению относятся антенны (в идеале там до 100% уходит в излучение, за минусом тепловых потерь и перетекания энергии в другие порты если такие есть и в RLC сосредоточенные нагрузки) - форма и размеры граничного условия на излучение должны быть крупными, расстояния границы расчетной области до металлических предметов надо не менее 0.5 лямбды.

    Например если моделировать тонкий полуволновый диполь, то при диаметре шара 1 лямбда (1/4 лямбды от торца диполя) при
    настройках по умолчанию дает направленность 2.55 dBi и Z = 64.5 +j0 Ом
    Если увеличить диаметр шара ГУ чтобы от торца диполя до поверхности было 0.56 лямбды (диаметр шара 1.6 лямбда) то направленность 2.13 dBi и сопротивление 71 Ом

    При зазорах менее 1/4 лямбды (для обычных неизлучающих структур рекомендуется не менее 1/8 лямбды) погрешность метода МКЭ резко ухудшается, если структура излучает более 20%
    Последний раз редактировалось plyrvt; 19.05.2021 в 10:05.

  4. #4
    Цитата Сообщение от plyrvt Посмотреть сообщение
    Смущает что спиралька над землёй не может дать 50 Ом?
    Так я ж этого не добивался на 1-ом этапе. Контролировал только КСВ.

    Цитата Сообщение от plyrvt Посмотреть сообщение
    В любом случае это модель пока что "сферический конь в вакууме". Чтобы запитать реальную антенну нужна или полосковая линия или коаксиальный кабель. В модели её пока нет. После добавления в модель любой линии передачи она изменится. Если линия передачи трехпроводная, то третий провод ещё и будет частью антенны и резко изменит её параметры
    Будет микрополосок, посчитанный в TXLine (приведённый к погрешностям изготовителя печатных плат).
    А стоит ли добавлять переходные отверстия? И как правильно это делать? Я создавал цилиндры, затем их копии. Первые для вырезов в печатной плате, вторым присваивал материал "solder". Время расчёта увеличилось.

    Цитата Сообщение от plyrvt Посмотреть сообщение
    Например если моделировать тонкий полуволновый диполь, то при диаметре шара 1 лямбда (1/4 лямбды от торца диполя) при
    настройках по умолчанию дает направленность 2.55 dBi и Z = 64.5 +j0 Ом
    Если увеличить диаметр шара ГУ чтобы от торца диполя до поверхности было 0.56 лямбды (диаметр шара 1.6 лямбда) то направленность 2.13 dBi и сопротивление 71 Ом
    Ну т.е. чем дальше граница, тем результат будет ближе к реальному?

    Цитата Сообщение от ra6foo Посмотреть сообщение
    Так повторили её, что еще надо?
    Воплотить в железе.

    Цитата Сообщение от ra6foo Посмотреть сообщение
    Она может для чего то, неизвестного вам, и хороша, а для обычных применений она по полосе
    Для IOT. Мне тоже для IOT. Поляризация круговая, излучение - сферическое.

  5. #5
    Цитата Сообщение от parovozz Посмотреть сообщение
    Поляризация круговая, излучение - сферическое.

    Нарочно не придумаешь
    На весь день зарядили меня своим юмором.
    Спасибо.

  6. #6
    Цитата Сообщение от parovozz Посмотреть сообщение
    Так я ж этого не добивался на 1-ом этапе. Контролировал только КСВ.
    вы задали на порте возбуждения импеданс 50 Ом
    КСВ может быть равен 1 только в том случае если Z(1,1) вашей конструкции равен волновому сопротивлению, которое Вы вручную указали на порте питания (неважно LumpedPort или WavePort)

    Цитата Сообщение от parovozz Посмотреть сообщение
    Будет микрополосок, посчитанный в TXLine
    за пределы земляной платы, которая нарисована сейчас - ничего выходить не будет?


    Цитата Сообщение от parovozz Посмотреть сообщение
    Ну т.е. чем дальше граница, тем результат будет ближе к реальному?
    чем дальше граница тем больше объем расчетного пространства (пропорциональный кубу радиуса), а значит в кубе растёт расчетная сложность. или будет резко расти время расчёта, или надо будет делать более грубую сетку (что создаёт погрешности другого рода)

    по наблюдениям, оптимальный диаметр шара (или другой фигуры, для вытянутых антенн лучше всего эллипсоид вращения) такой, чтобы от любых металлических предметов до поверхности ГУ было не менее 0.5-0.6 лямбды

    для излучающих структур, особенно если важна повышенная точность ДН (для этой антенны не нужна) желательно накладывать сетку лямбда/10 (по умолчанию в настройках проекта лямбда/3)

    на этапе черновых просчётов делать это смысла нет (сильно замедляется), а финальный вариант чистовой просчет можно


    Цитата Сообщение от parovozz Посмотреть сообщение
    Поляризация круговая, излучение - сферическое.
    поляризация у диполя в первом приближении линейная.
    если диполь зеркально симметричный относительно земли, то идеальная линейная
    если есть асимметрия, то появляется незначительная паразитная ортогональная поляризация, для этой конструкции она небольшая
    сравните бублики отдельно для GainZ / GainY / GainX
    Кроме того, есть такой готовый отчёт AxialRatio, для идеальной круговой AxialRatio=1, отклонение от единицы показывает насколько одна из ортогональных компонент преобладает над другой (степень эллиптичности)

    Цитата Сообщение от parovozz Посмотреть сообщение
    Время расчёта увеличилось.
    по умолчанию цилиндры имеют разбивку где-то на 32-угольники, эти элементы вашей конструкции вообще никак не влияют на работу антенны, но 32-угольник сильно добавляет сложности сетки разбиения. если в настройках цилиндра поставить разбиение на 6-угольник, то сложность расчета расти будет мало, а на погрешности модели влияния никакого не будет.

    хотя бывают круглые элементы для которых загрублять разбиение нежелательно, а лучше даже сделать более мелким - например круглые диски у патч антенн. Круглые провода в линиях передачи можно загрубить до 16-угольников
    Последний раз редактировалось plyrvt; 19.05.2021 в 12:55.

  7. Спасибо от parovozz, UR4UBQ

  8. #7
    Цитата Сообщение от plyrvt Посмотреть сообщение
    вы задали на порте возбуждения импеданс 50 Ом
    КСВ может быть равен 1 только в том случае если Z(1,1) вашей конструкции равен волновому сопротивлению, которое Вы вручную указали на порте питания (неважно LumpedPort или WavePort)
    Я изменил импеданс порта на 100 Ом. КСВ, разумеется, уплыл, а Z(1,1) так и остался равен 50 Ом. Я понимаю, что чудеса случаются, но не в математике же...
    И кстати - для чего во вкладке PostProcessing окна настройки порта можно "переизменять" импеданс порта?


    Цитата Сообщение от plyrvt Посмотреть сообщение
    за пределы земляной платы, которая нарисована сейчас - ничего выходить не будет?
    За пределы - нет, а вот сам полигон нарежится на дорожки, со стороны размещения антенны появятся планарные компоненты.


    Цитата Сообщение от plyrvt Посмотреть сообщение
    хотя бывают круглые элементы для которых загрублять разбиение нежелательно
    проводник антенны у меня сейчас - квадрат. Сделал для ускорения работы оптиметрикса.

  9. #8
    Цитата Сообщение от parovozz Посмотреть сообщение
    Я изменил импеданс порта на 100 Ом. КСВ, разумеется, уплыл, а Z(1,1) так и остался равен 50 Ом. Я понимаю, что чудеса случаются, но не в математике же...
    импеданс конструкции зависит от конструкции. Вы путём подбора геометрии (форма и размеры) добились чтобы импеданс был равен ровно 50 Ом.
    Т.к. нагрузка порта была установлена как 50 Ом, то Z(1,1) = 50 +j0 Ом на нагрузке Zo=50 Ом даст КСВ=1

    Потом вы поменяли нагрузку для прежней 50-Омной антенны.
    Вместо нагружать модель на резистор или на кабель 50 Ом (КСВ=1) поставили в ту же антенну нагрузку/кабель 100 Ом

    Z(1,1) = 50 +j0 Ом на нагрузке Zo=100 Ом даст КСВ=2

  10. Спасибо от parovozz

Информация о теме

Пользователи, просматривающие эту тему

Эту тему просматривают: 1 (пользователей: 0 , гостей: 1)

Похожие темы

  1. Вопросы по антенне Mini-Whip
    от DX888 в разделе Антенны
    Ответов: 412
    Последнее сообщение: Сегодня, 21:31
  2. вопросы по антенне Бевереджа
    от Влад Черный в разделе Антенны УКВ
    Ответов: 6
    Последнее сообщение: 26.06.2019, 12:19
  3. О магнитной антенне
    от ПАПА в разделе Антенны
    Ответов: 8
    Последнее сообщение: 31.12.2009, 22:55
  4. И все же об антенне для сканера
    от wp в разделе Для начинающих
    Ответов: 7
    Последнее сообщение: 01.06.2009, 16:56
  5. Вопросы по антенне Fuchs
    от Аморето в разделе Антенны
    Ответов: 3
    Последнее сообщение: 04.05.2007, 13:30

Ваши права

  • Вы не можете создавать новые темы
  • Вы не можете отвечать в темах
  • Вы не можете прикреплять вложения
  • Вы не можете редактировать свои сообщения
  •