Уход параметров антенны, впечатанной в текстолитовый брусок Опции

[DASM]

Дано - J Antenna, 433 MHz, посчитал в HFSS, вроде все красиво. Но надо её защитить, для чего решил впечатать ее в стеклоткань, габариты чуток более самой антенны, а в толщину 10 мм всего. Так вот по расчету у нее центральная частота уплыла уж до 250 МГц. Вопрос первый - я.не.ошибся? Такой тонкий брусок, проницаемость принял 4.5 и такой уход. Вопрос второй - укорочу я её, выведу в 430 снова, согласую, а что потеряю? Усиление? Получу по сути вариант укороченной антенны без удлиняющей катушки ? Наивные вопросы конечно, но для моего любительского поделия спросить больше некого

[Artemij14]

А посчитать в HFSS вместе с бруском не пробовали?

[k0l0bun]

Вопрос первый - я.не.ошибся?

Чтобы проверить, нужно посчитать эффективную диэлектрическую проницаемость полученной конструкции, что довольно сложно. Можно в AWR попробовать квазистатическую модель подвешенной подложки (suspended microstrip line) с очень толстым слоем воздуха до земли. Или поискать в сети калькуляторы такой подвешенной подложки, вроде встречал.
А так - вполне реальный уход.

Вопрос второй - укорочу я её, выведу в 430 снова, согласую, а что потеряю? Усиление?

Уменьшится полоса пропускания. Уменьшится КПД (за счет дополнительных потерь в диэлектрике).

Сообщение отредактировал k0l0bun - Jan 28 2014, 18:47

[DASM]

А посчитать в HFSS вместе с бруском не пробовали?

Так в нем и считал с бруском

[uve]

Так в нем и считал с бруском

Неплохо бы сам файл проекта выложить. Тогда можно посмотреть его на предмет корректности расчёта.

[DASM]

Вот

Прикрепленные файлы

 jant.hfss.txt ( 201.07 килобайт ) Кол-во скачиваний: 140

 

[uve]

Вот

К сожалению, много ошибок:
1 Количество пассов просчёта ограничено 2 ?!
2 Критерий сходимости 0.2 ?!
3 Указаний на меширование нет ?!
4 Тела из разных материалов пересекаются ( медь и FR4)
5 ........

[DASM]

1 и 2 было 6 и 0.02, но считало очень долго, загрубил так - считает конечно так себе, но качественно результат не изменился, а мне важно именно порядок величины оценить. с 6 и 0.02 примерно тоже самое было
А как избежать 3. и 4. ?

[uve]

1 и 2 было 6 и 0.02, но считало очень долго, загрубил так - считает конечно так себе, но качественно результат не изменился, а мне важно именно порядок величины оценить. с 6 и 0.02 примерно тоже самое было
А как избежать 3. и 4. ?

Там, где градиент электрического поля велик, нужно задать мелкую базу меширования. Для устранения пересечения антенны с текстолитом создайте копию антенны и субстрактом вычитайте её из тела текстолита. В месте установки порта создайте полость.

[EVS]

... центральная частота уплыла уж до 250 МГц. Вопрос первый - я.не.ошибся?
... а что потеряю? Усиление?

вполне реальный уход.
Уменьшится полоса пропускания. Уменьшится КПД (за счет дополнительных потерь в диэлектрике).

К сожалению, много ошибок:

В рамках заданной погрешности расчета ошибок в проекте нет.

[HFSS]

В рамках заданной погрешности расчета ошибок в проекте нет.

хороший ответ

[DASM]

Увеличил до 6 проходов, дельту S до 0.02 уменьшил - принципиально ничего не изменилось. Думаю тут все верно. Скажите лучше, почему график db (PeakGain) показывает по частотному свипу не такой уж и большой пик на резонансе, такая антенна выходит весьма и весьма широкополосна ? Хотя пик активного сопротивления довольно узкий.

[EVS]

хороший ответ

Простая аналогия:
Считаю площадь круглого огорода своей фазенды для подсчета потребного количества картофана для посадки.
Естественно, научным численным методом, то бишь через пи. Беру тричетырнадцать, считаю, и... топаю в лабаз. С соседнего огорода прилетает ученый сосед, и размахивая томиком Ламберта, обзывает круглым дураком, т.к. надо брать три четырнадцатьпятнадцатьдевятьсотдвадцатьшесть, иначе это страшная ошибка. Ну... и что ж тут скажешь ?

Скажите лучше, почему...

Хамовато, но один раз отвечу...

12 процентов по -3 усиления. Вам много, кому-то мало, третьему в самый раз, мне вообще по барабану, короче, см. выше.

[DASM]

Ну вроде все ясно, всем спасибо. Да, совсем идиотский вопрос, вот на прием интуитивно понятно, что маленькая антенна эффективной быть не могет, а на передачу, отбросив потери в металле и диэлектрике, отбросив широкополосность, то при должном согласовании выходит можно делать совсем маленькие и столь же эффективные антенны ? Хотя антенны с другой стороны пофигу - что на передачу, что на прием.. глобально что-то не понимаю.

[Aner]

Равнозначно, что на прием, что на передачу; маленькая антенна эффективной быть не могЁт! И все тут.
Туповатый ( но все же ...) пример для аналогии/сравнения... Антенна - суповая ложка. Суп - Энергия волны в пространстве. Чем меньше "ложка", тем меньше "зачерпнёте" или "выплесните" и тд.

[DASM]

Но тогда это однозначно говорит о том, что антенна в текстолите менее эффективна ?

[Aner]

Но тогда это однозначно говорит о том, что антенна в текстолите менее эффективна ?

Конечно, это компромисное решение, когда требуются малые размеры устройства, а кпд, эффективностью и тп можно пожертвовать.

[DASM]

Еще вот вопросы возникли, в ветку по hfss лезть боюсь, там дяди суровые да и вопрос, наверное, к первому курсу института. Что хфсс считает за усиление антенны ? Ну понятно по цифрам, что это dBi. Но вот загвоздка — он мой диполь на 430 при свайпе частоты до 900 МГц показал все более возрастающее усиление. Понятно, что сопротивление там упало до единиц Ом.. Но что он имеет в виду? Что если я диполь на 433 согласую, то он будет давать лучшие результаты, чем «родной» на 866 Мгц ?? Вот два тома Ротхаммеля осиливаю, на учебник ТЭЦ уже времени нет, да и в нем теория уж очень далеко от практики.

[Aner]

Н...да, тут конечно не мешало вам курс "радиотехнической сантехники" освоить. Так грубо, иногда, курс по антеннам обзывают. Потому там дяди суровые такие. HFSS, Feko, и тд ... хороши, но не всегда дают правильный результат. Все же это симуляторы. В которых еще, не вся теория эл.магитных волн учтена. Но инженерные расчеты и результаты приемлемые и удовлетворительные. Усиление, обычно с изотропником сравнивают.

Все правильно усиление будет возрастать, поскольку длина волны уменьшается, а размер антенны не меняется и стремиться к удвоению, и забору большего кол-ва энергии из пространства в сравнении с тем же изотропником. Конечно, если согласуете, то антенна будет давать лучшие результаты, чем «родная».

Иногда привожу такой пример, что антенна - это своего рода трансформатор волнового сопротивления от 50 Ом в 2D коаксиале (в кабеле), ---> к 120*пи( ~360 ) Омам волнового в 3D пространстве (обычно в вакууме). Да, практика в антенном деле вещь оч ценная. Чего только одни оптические свойства (отражение, дифракция, рефракция, когерентность, и тд) вносят в антенное дело. Или тот же скин-эффект помноженный на материалы антенн ( металлы, диэлектрики, ферро-материалы и тд). Теория антенн к практике все же близка, и знания в математике требуются все же.

[uve]

Но вот загвоздка — он мой диполь на 430 при свайпе частоты до 900 МГц показал все более возрастающее усиление. Понятно, что сопротивление там упало до единиц Ом.. Но что он имеет в виду? Что если я диполь на 433 согласую, то он будет давать лучшие результаты, чем «родной» на 866 Мгц ??

При больших коэф. трансформации полоса рабочих частот может оказаться слишком узкой.

[DASM]

А можете посоветовать, как мне вообще прблизительно резонанс получившейся антенны найти ? Приборов то особых нет, есть частотометр, есть широкополосный S-Meter китаец , ну подручные там СВЧ диоды всякие, ну еще могу ГКЧ на нужную полосу на том же Силабсе собрать.. Антенный анализатор для моей задачи покупать накладно (вернее неподъемно). Вот думаю - если я свой ГКЧ подключу к ней, то по провалу тока потребления выходного каскада генератора - я резонанс не поймаю ? Есть, конечно вариант в лоб, подать заданную мощность и бегать на заданное расстояние с Sметром, укорачивая при этом антенну и следя за максимумом, но это неделю бегать придется и не факт что с пользой. От измерителей КСВ на моих 430 - 860 толку, как я понял, не очень много, и , опять таки, как понял - согласование сопротивления с фидером-передатчиком это одно, а резонанс - другое. Плюс-минус лапоть меня устроил бы, все же полуволновой диполь не такая прямо супер-антенна, но из-за того, что он в стеклоткани будет - боюсь промахнуться на километр с резонансом, чего совсем не хочется.

[Aner]

... приблизительно (или около того) резонанс можно померять, если иметь например анализатор (желательно хотябы до 1,5гиг) + ГКЧ + мост. Если антенна близка к 50 Ом_ам. Если есть векторник от R&S, то совсем хорошо.
На таких частотах плюс-минус лапоть не получить, тем более с вашей укороченой, узко-резонансной атенной. Да еще без опыта в антеннах и измерениях. Там точность нужна высокая при изготовлении и затем оставить вариант для подгона, если это не серийное пр-во.

[DASM]

То есть выхода нет, все пропало? Что то мне казалось, что,пусть и не столь удобно как со Шварцем, но решить задачу можно..

[DASM]

Сделал ГКЧ на Силабсе от 240 до 960, одновременно смотрю поле ллгарифмическим детектором и ,заодно, ток выходного каскада контроллирую. В принципе не так все и страшно, максимумы оказались где и положено. По уровню поля правда вышла сигнализация какая-то охранная побочно — на определенных частотах интерференция в помещения дает ложный пик, зависящий очень от положения людей. Надо в поле выходить. В вот что я виду на токе потребления передатчика — вопрос. Вблизи резонанса антенны их несколько, и с максимумом поля они не совпадают. Чую у меня жуткая мнимая часть сопротивления есть, отсюда и такое. Можно топик в раздел для начинающих перенести ? Тут я слишком наивен чувствую.