Доброго времени суток!
При моделировании в CST столкнулся с интересным моментом.
Беру FR-4. Рисую микрополосковый отрезок линии длиной L/2 на частоте 2400 МГц (для эпсилон 4,3).
На один конец дискретный порт. Другой конец разомкнут.
По теории, я должен видеть на частоте 2400 МГц максимум активной составляющей сопротивления (резонанс).
Реактивную составляющую можно не считать.
CST выдает совсем другую резонансную частоту!!!
Пробовал считать разными солверами и с различными мешами. Результат примерно одинаковый.
Расчетная резонансная частота получается только при установке в CST эпсилон FR-4 равный 3,8.
То же самое пробовал для отрезка L/4 замкнутого на конце. Результат примерно аналогичный (CST требует эпсилон около 3,8).
Конструкция очень простая! С моделированием в CST я вроде освоился нормально. Не могу понять где я могу ошибаться.

Пока, у меня не было возможности экспериментально проверить мои конструкции рассчитанные в CST.
Поэтому у меня вопрос:
Где "глюк"?
У меня в голове или в CST?
Что за расхождения теории и расчетов в CST из-за значения эпсилон FR-4?

А ну вам виднее. Только тема не удачная, это вроде собаки лающей
на свою тень или догнать и укусить свой хвост. Особенно неудачно про профессора и программиста.
Я тоже как то по такому же поводу открыл тему Genesys, но не до такой же степени.Вобще тем у меня много
и все по делу, между прочим

Спасибо, полезные файлы.
Кое что проясняют и подтверждают мои расчеты.
Только там нигде нет значений реактивых составляющих сопротивления. Хотя, при резонансе, они должны быть близки к нулю.
Но, если рассматривать не резонансные цепи, то разброс реактивной составляющей в % гораздо больше.

Непонятно почему в CST есть проблемы моделирования линий с ХХ и КЗ. Ведь, те же фильтры на встречных стержнях состоят из подобных линий.
А как я понял, что у народа нормально получается рассчитывать такие фильтры. Хотя, как я уже писал, они могут включать ошибку расчета в CST в технологическую ошибку и ошибку (разброс) параметров материала.

У меня версия 2012, поэтому не могу открыть ваш проект. Вы при моделировании ставили оконечные нагрузки? В англоязычной литературе это open и short соответвенно.


Вы издеваетесь, что ли? Неужели для вас фильтр и ХХ МПЛ одно и то же??? В фильтрах как раз ставят порты на вход и на выход, после чего анализируют S-параметры. Вы же который день, судя по всему, упорно не хотите поставить нагрузку в своей модели, чтобы обеспечить корректные условия эксперимента.

Сообщение отредактировал Grizzzly - May 4 2015, 08:53

Оконечные нагрузки ставил только 50...100 Ом. Считал получившееся входное сопротивление на порту через четвертьволновый трансформатор.
Т.к. электрическая длина такого трансформатора зависит от эпсилон, но получал плохие результаты.
Нагрузок short и open в CST не нашел. Пробовал нагрузки сопротивлением 0,1 Ом (0 Ом поставить нельзя!). Результаты не менялись.

В фильтре порты на входном и и выходном резонаторе. А между этими резонаторами как раз находятся разное количество резонаторов. По вариантам, замкнутые на одном конце - разомкнутый на другом (длиной около L/4), или резонаторы разомкнутые на обоих концах. Я эти внутренние резонаторы имел ввиду как примерный аналог своих линий с ХХ и КЗ.
Там, и там электрическая длина зависит от эпсилон!!!

Я имел в виду такие, как на 20-й странице.  L02.pdf ( 3.08 мегабайт ) Кол-во скачиваний: 146
Поэтому и писал, что могут возникнуть трудности.

Сотни людей считают печатные антенны, в которых есть четвертьволновые трансформаторы, при этом никаких проблем не возникает.

Посмотрите еще такой документ, где сравниваются точности расчета в различных программах. Везде получаются корректные результаты.  Compare.pdf ( 3.23 мегабайт ) Кол-во скачиваний: 159


Сообщение отредактировал Grizzzly - May 5 2015, 05:34

Ну, да - деревья качаются, поэтому и ветер. Вы поставьте монитор farfield, увидите что что диаграмма направленности около 6 dBi, а коэффициент усиления минус 1.4 dB. Чем не патч антенна? Разберитесь с начала с излучением, а потом уж думайте о эпсилон.

Забудь те про работу микрополоска как антенна!
Вам дали в руки такой инструмент как CST, теперь вы любой элемент структуры считаете антенной.
Любой микрополосок излучает. Любой кусок проводника излучает.
Смотреть поле которое создают эти элементы необходимо только для анализа влияния соседних элементов и экранировки.
Т.е., если экран вы поставите очень близко в поле, то экран будет влиять на элемент.
Вот, только надо внимательно смотреть на эффективность этого излучения (КПД).
А dBi это относительная величина. Даже при КПД 0,1% dBi будут те же самые, а мощность излучения будет в 1000 раз меньше подводимой.

Думаю, что люди считают структуры с четвертьволновыми трансформаторами и в первый раз имеют "проблему".
Просто они относят эту "проблему" к разбросу или неточности параметров используемого диэлектрика.
Вычисляют поправочный коэффициент на этот свой диэлектрик, а потом у них уже "...никаких проблем не возникает".
И этот поправочный коэффициент есть сумма ошибок Программы и эпсилон диэлектрика.
Я же хочу "убрать" ошибку программы, т.к. при суммарной ошибке для каждого нового типа диэлектрика я должен буду заново определять коэффициент ошибки экспериментально.

Документ посмотрел. Как раз там получается ошибка Программ в пределах -3...-5%. Для однородного диэлектрика расчетный резонанс ниже экспериментальных.
Автор про неточность параметров используемых диэлектриков ничего не пишет. Он все "сваливает" на неточность расчета программ.
Эта ошибка в -3...-5%, возможно, убирается, если для расчета взять значение эпсилон меньше паспортного на 10...15%.
Правда, автор там что-то "намудрил" с однородным диэлектриком и неоднородным диэлектриком. Такое впечатление, что он хотел показать неточность расчета программ в пределах +/-3...5%, т.к. при неоднородном диэлектрике расчетный резонанс оказался выше экспериментальных.


Лично у меня получается именно это. Если для расчета взять эпсилон FR-4 не 4,3, а 3,7...3,8, то разница расчета по классике и CST уменьшается с -3...-5% до +/-0,5%. Только это для однородного диэлектрика.
Для неоднородного диэлектрика я расчетов не делал, т.к. в классике не нашел (не старался) найти расчета таких структур.

Ура, вы наконец чуточку изменили угол "обозрения" проблемы. Только не я считаю любой элемент антенной, так "считает" CST. Считает средствами электродинамики, а не основами теории цепей - лишь частным случаем электродинамики. И "насчитало" коэффициент усиления (IEEE) минус 1,4 дБ, по отношению к общей входной мощности. А это не в 1000 раз меньше подводимой, а в 1,5 раза. Нагрузите линию согласованной нагрузкой, посмотрите фазовую длину. Успехов в "осознании" проблемы.

По-моему, уже проще заказать несколько образцов, рассчитанных различных методами и с разными поправками, и измерить параметры. Хотя тогда будет обсуждение разброса параметров и неточностей изготовления. А так дискуссия зашла в тупик, причем уже очень давно.

У меня получается усиления (IEEE) минус 9,7 дБ.
И думаю, что правильнее смотреть Realized Gain (-17ю7), т.е. с учетом потерь на отражение.
А еще я смотрю в 1D Results.
Роwer Radiated = 0.00214
При Power Stimulated = 0.5
Т.е. вижу сколько мощности из 0,5 Вт излучается.

Я проверял в CST работу четвертьволнового трансформатора, а это отрезок линии L/4 нагруженный с обоих концов.
Результат примерно тот же, что и при отрезке с КЗ.


Согласен, что дискуссия заходит в тупик, т.к. никого не интересует сам факт несовпадения расчетов по классике и симуляции в CST.
Все пытаются это объяснить различными электродинамическими эффектами, чтобы не "усложнять себе жизнь".

Мне интересно, кто-то еще сталкивался с этим?
И пытался ли найти на это ответ, кроме как введением в систему "черной энергии"?

Насколько я понял ТС не нуждается в данном устройстве. У него задача "академическая". Но основе, как ему кажется, простейшейшей модели получить абсолютные коэффиценты пересчета "неправильных" результатов CST в "правильные" результаты так называемых классических методов. И эти коэффициенты использовать для решения в CST других задач. Только модель то он выбрал не простейшую, а отсюда и тупик.

Все верно, так и есть!
Вот только почему у меня модели не простейшие? Простые отрезки линий с нагрузкой и без.
В классике они считаются достаточно точно (0,5...1,5%).
Все остальные микрополосковые модели - ответвители, сумматоры, фильтры и т.д. в классике считаются с гораздо большей ошибкой.
Поэтому я и не хочу с помощью их проверять моделирование в CST. Может набраться большая ошибка из-за большего количества элементов в модели.

А вы можете привести ссылки (статьи, учебники и т.д.), в которых есть графики с теоретически рассчитанными параметрами и измеренными после их изготовления, чтобы мы сравнили, насколько корректны эти вычисления?

Кстати, подобное уже обсуждалось неоднократно:
http://electronix.ru/forum/index.php?showtopic=62531
http://electronix.ru/forum/index.php?showtopic=122877

Сообщение отредактировал Grizzzly - May 6 2015, 07:44

Берете Вольман В.И. "Справочник по расчету и конструированию полосковых устройств".
Там все формулы эмпирические. Выведены в течении нескольких десятилетий на основе многократных измерений после их изготовления.
Так что расчеты по классике многие уже давно сравнили за нас.
Возьмите TXLine из MWO. Эта программа тоже считает по классике, по тем же эмпирическим формулам.

Да, ранее подобное обсуждалось, но безрезультатно.
Хочу результат.
В лучшем(худшем) для себя случае, возможно, что я найду у себя ошибку при построении модели и задании начальных(граничных) условий в CST.