Частота 433 МГц. Уже определил в чем дело - штырь запитывался через копланарную линию на плате (земля на плате выполняет роль противовеса), а волноводный порт ставится обычный, пока не знаю как поставить пор под копланарную линию. В результате очень большие потери прям на входе (от порта на плату). И КСВ при этом замечательное (около 1) - за счет потерь:-) Так что и не сразу определишь в чем дело. сделал запитывающую линию микрополосковой и антенна заработала). Так что извиняюсь за беспокойство). Но теперь возник другой вопрос - как в CST моделировать копланарную линию?

Может быть Вам подойдет следующее. При создании проекта выбираете Periodic structures -> FSS и у Вас создается так называемый канал Флоке (вроде это так в HFSS называют), т.е. 2 порта друг над другом и между ними вы можете чертить необходимую Вам структуру. Только учтите что в этом случае структура будет бесконечно периодична.
Я в дипломной работе таким образом исследовал частотно избирательные поверхности.

Заинтересовался Вашим вопросом и в качестве саморазвития попробовал решить задачу, вот что вышло:




Полагаю Вы неверно задавали волноводный порт, проект прилагаю. ( CST 2015 SP1)
 7.rar ( 22.83 килобайт ) Кол-во скачиваний: 59


Единственно какая-то белиберда происходит на 550 МГц, скорее всего ошибки меширования или еще что-то связанное с расчетом и точностью. А возможно что линия и в самом деле ведет себя как режекторный фильтр на этой частоте.

Сообщение отредактировал l1l1l1 - Oct 18 2015, 13:40

Почему-то у меня с ошибками открывается ваш проект. В том то и дело, что я не могу правильно задать порт для копланарной линии - не знаю как. Обычный волноводный порт рассчитывается под микрополосковую линию. На рисунках которые вы привели есть резонанс на сравнительно низкой частоте (несколько сотен МГц), но такого быть не должно. Если посчитать согласование в более широкой полосе, то наверняка будет еще больше резонансов. У микрополосковой линии с волноводными портами согласование очень широкополосное без всяких резонансов (до десятков ГГц и как минимум от десятков МГц).

При моделировании штыревой антенны возник еще один вопрос - как посмотреть поляризацию антенны. Со штырем все понятно - у него линейная поляризация, но если антенна будет иметь произвольную форму, как в CST узнать какая у нее поляризация?

Наверное у Вас более старая версия CST, я выложил проект в 2015 SP1.

Порт я задавал как "МУЛЬТИПОРТ"




А конкретно у волноводного порта я точками указал где земля "1(1, -)" и где проводник "1(1, +)", первая "1" номер волноводного порта, вторая "1" (которая в скобках) - номер порта находящегося в первом волноводном порте, знак +/- как я понимаю значение начальной фазы (сдвиг 180 градусов между + и -).

Именно таким образом Antenna Magus создает порт на копланарной линии при расчете трансформатора с переходом от копланарной линии к микрополосковой.

Сейчас попробовал пересчитать в большей полосе, Вы правы, просматриваются еще резонансы, точно как фильтр себя ведёт.


Увеличение боковых экранов улучшило результат



Пробовал убирать нижнюю металлизацию, не помогло.

Вот ловите проект сгенерированный в Antenna Magus (трансформатор микрополосок - копланар, может поможет разобраться с заданием порта), по идее должен открыться в более старых версиях CST.
 123.rar ( 17.38 килобайт ) Кол-во скачиваний: 55


Поляризацию можно определить по Farfield монитору, во вкладах axial ratio - коэффициент эллиптичности (покажет круговая или линейная поляризация) и в зависимости от положения антенны вкладки Ph и Theta показывают поля в разных поляризациях.
Можно еще создать монитор ближнего E поля и по направлению Е векторов в ближнем поле определить поляризацию.

Сообщение отредактировал Tema-yes - Oct 19 2015, 09:38

Действительно, у меня стоит версия 2014 года. Последний файл открылся без проблем. Спасибо. Буду изучать мультипорт.
Не успел решить один вопрос, как возник другой))) - Иногда при моделировании получается совсем уж ерунда - у пассивных цепей возвратные потери больше нуля и т.д. Если смотреть баланс, то он близок к 1. Вопрос следующий - Баланс на расчетной частоте должен быть равен нулю? В чем может быть проблема, если баланс плохой? Попытался смоделирвоать печатную антенну - сначала получилось, решил уменьшить земляной полигон и посмотреть как это повлияет на характеристики антенны. Уменьшил плату (диэлектрик, металлизацию, 50-омную линию) и заодно пришлось передвинуть порт. После этого расчет начал проходить в несколько раз дольше, хотя область обсчитываемого пространства сильно уменьшилась. Возвратные потери как я и писал на некоторых частотах больше нуля, а баланс близок к 1.

Вот сам проект. Не могли бы вы посмотреть что там может быть не так.

Попробовал посчитать F солвером, описанных Вами проблем не возникло.
Я вообще не люблю T солвер (использованный Вами), мне не нравится как он разбивает на сетку, с F как-то всё наглядней и понятней получается (если использовать Tetraheral mesh). Может я не прав и кто-нибудь пояснит почему.

Но антенна не согласованна.Я бы посоветовал Вам запитаться в точке подключения антенны дискретным портом, без реактивных элементов, так вы увидите истинный импеданс антенны, что поможет согласовать ее в дальнейшем.

Баланс в резонансе направляется к нулю. Советую Вам при возникновении таких вопросов пробовать моделировать простейшую антенну (например полуволновой диполь запитанный дискретным портом 75 ом) и смотерть поведение интересующих Вас показателей, будет наглядно и понятно.

А откуда взяли модель и размеры?

Сообщение отредактировал Tema-yes - Oct 23 2015, 08:59

Промоделировал с помощью F-солвера. Что-то получилось - виден резонанс хоть и очень слабо выраженный. Но самое главное - очень F-солвер очень долго считает. Поэтому я и отдал предпочтение T-солверу. У меня расчет данной модели F-солвером занял не менее 11 часов (потом лег спать, поэтому не знаю когда закончился расчет). Адаптивное разбиение отключил и в ручную установил количество ячеек на длину волны - 20. Ячейки Hexahedral. У меня ноутбук (покупал 4 года назад), поэтому скорость расчета низкая, но тем неменее слишком долго. В чем может быть дело? Тип ячеек (Hexahedral, Tetrahedral), влияет на скорость моделирования?

Данная антенна - простейший согнутый монополь - ILA. В свое время пробовал изготовить ее на коленке - был кусок фольгированного текстолита, размеры которого и определили размеры антенны (вместе с противовесом). Скальпелем вырезал антенну и 50-омный проводник запитки, припаял SMA-разьем и по показаниям КСВ-метра подобрал согласование. Антенна как то работала. Так как под рукой не было никакого оборудования для измерения характеристик антенны, то исследовать ее не было возможности. Вот и возникла идея промоделировать антенну в CST - хочу посмотреть как влияет на характеристики антенны ширина проводника, зазор между проводником и землей, размеры земли и т.д.

Заменил ячейки на Tetrahedral и поставил адаптивное разбиение - расчет занял несколько минут! Неужели такая большая разница или опять глюк CST?

вообще-то между тетраэдральным и гексаэдральным разбиением, между адаптивным и неадаптивным разбиением есть существенная разница, интересно посмотреть мэш в этих случаях и сравнить число гексаэдров и тетраэдров.
но скорее всего разница в их количестве не так велика, как во времени счета.
дело в том, что у вас мало ОЗУ в системе, и когда даже при небольшом относительно увеличении количества элементов мэша памяти начинает не хватать, программа начинает писать промежуточные результаты своих вычислений на жесткий диск, а это может привести к увеличению времени расчета и на порядок, и на два порядка, и более.

а что это за "опять глюк CST"? я что-то пропустил?

Полагаю что предыдущий глюк имелся ввиду S11 параметр более 0 дБ.

У меня на работе под цели расчёта в CST тоже старенький ноут (ему тоже года 4 наверное), считаю F солвером с тетраидальным мэш разбиением, если количество ячеек менее 100 тыс., то он справляется, при необходимости быстрого перебора вариантов не использую адаптивный мэш, пересчитываю с адаптацией только финальный вариант. Точных результатов на таком железе быстро не добиться, но старт для толчка в производстве макета антенны получить можно и поведение модели и макета совпадают, при изменении физических параметров и цепей согласования.

Малый резонанс у Вас из-за того что антенна не попадает в 50 Ом, смотрите диаграмму Смитта, она более информативна чем график S11 в дБ.

Сообщение отредактировал Tema-yes - Oct 26 2015, 05:44

конечно же ваша линия ведет себя как режекторный фильтр, не только на этой частоте, но и на многих других, более высоких.
потому что это у вас не копланарная линия, а микрополосковая с двумя связанными прямоугольными резонатораии по обеим сторонам полоска.
у копланарной линии боковые полигоны должны быть заземлены.

Вы правы, получается лучше, но какая-то рассогласованность осталась. Может конечно это из-за того что заземлил вдоль линии, а не весь периметр или площадь.





Но возник вопрос, копланарная линия бывает и без нижней металлизации, а как я писал выше при избавлении от нее режекция не пропала, в чем же тут дело?

Сообщение отредактировал Tema-yes - Oct 26 2015, 12:41

Да, под глюком я имел ввиду возвратные потери больше нуля и еще очень долгое время рассчетов. Заметил следующее. После создания электромагнитной 3D-структуры (антенны ил др.) при первом запуске рассчетов (моделирования) расчеты производятся нормально (возвратные потери всегда меньше нуля, количество ячеек на которые разбивается моделируемое пространство не большое), но после нескольких запусков расчетов (естественно перед каждым из них проводилось изменение какого либо параметра - размера, номинала) модель разбивается на очень большое количество ячеек и это естественно сильно увеличивает время расчетов, а потом в результате могут еще и возвратные потери больше нуля быть. Например такой эффект бывает при использовании адаптивного разбиения - при следующем запуске моделирования первое разбиение проводится не на минимальное количество, а на то количество на котором закончилось разбиение в предыдущем моделировании, то есть разбиение не сбрасывается. Это приводит к дальнейшему росту количества моделируемых ячеек при адаптивном разбиении, а значит и к времени моделирования. Например у меня при первом запуске моделирования после адаптивного разбиения (при окончании расчетов) количество ячеек было около 50 тыс.,а после нескольких следующих запусков (когда я уменьшал противовес антенны, чтобы посмотреть как это повлияет и вроде бы количество ячеек у меня должно было уменьшаться) я получил количество ячеек больше 1 млн. И время моделирвоания увеличилось с нескольких минут, до нескольких часов (больше 10 часов). Данную проблему решаю пока так - изменяю размер области вокруг моделируемого объекта (Boundaries). Например, изменяю расстояние Automatic minimum distance to structure в Boundaries \ Open Boundaries, при этом при вопросе сбросить все результаты моделирования, отвечаю Да, а потом заново открываю окно Boundaries \ Open Boundaries и возвращаю прежнее значение Automatic minimum distance to structure. При этом разбиение сбрасывается. Заметил также, что глюк с разбиение чаще происходит с Time Domain. Кстати, минимальное какое расстояние Automatic minimum distance to structure в Boundaries \ Open Boundaries нужно ставить при расчете антенн (в частях длины волны)? Ведь в ближнем поле антенны не должно быть ничего, даже поглотителя.



Вот пример Axial Ratio. Как из него можно понять какая поляризация у антенны?



Сообщение отредактировал sergey_sh - Nov 4 2015, 10:44

Не могу понять как задать пины для порта мультипин - если в окне efine Potential Set Item ставлю Picked, то не могу поставить пин (щелкаю два раза левой кнопкой мыши по любому месту моделируемого объекта, либо пытаюсь поставить Pick Point, но ничего не происходит), если ставлю Numerically, то можно задать координаты только Y и Z, а X нельзя.



Сообщение отредактировал sergey_sh - Nov 4 2015, 11:57

По поводу ячеек разбиения, обычно при изменении какого либо параметра CST спрашивает что делать с предыдущими результатами и первый пункт который можно выбрать это удалить все, возможно вы выбираете другое. Возможно это баг вашей версии CST, например я в версии 2015 SP1 заметил такой глюк, при использовании перебора Par.Sweep и сохранении S11 параметра в диаграмме Смитта, в дальнейшем программа не хочет удалять сохраненные результаты из Tables, не помогает ни прямое удаление из Tamplated Based Post Processing, ни изменение листа параметров (вопрос о удалении задаёт и удаляет всё кроме выше упомянутого). Помогает только изменение какой либо поверхности непосредственно в ее настройках.



Не задавался этим вопросом, у меня по умолчанию там установлено 4 длины волны, на мой взгляд вполне достаточно.



Этот график отображает коэффициент эллиптичности, 0 дБ соответствует круговой поляризации, 3 дБ - эллиптической с соотношением сторон 1/2, 40 дБ чистой линейной.

Но по факту всё что выше 5 дБ точно не следует считать круговой.

Направление линейной поляризации проще будет определить по ближнему E полю. Или по поверхностным токам.



На вами приведённом скриншоте выбран вариант Locstion - Numerically, это значит что нужно ввести координаты вручную.

Если выберите Picked и нажмёте ОК, то вам предложат выбрать грань или плоскость где поставить пин (выбирать нужно естественно в пределах заданного порта), точка поставится по центру.

Сообщение отредактировал Tema-yes - Nov 6 2015, 05:38