Электическая длина отрезка МПЛ в CST, CST считает с ошибкой в несколько процентов? Опции

[Redcrusader]

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?

[saab]

У меня в голове или в CST?

CST продвинутый калькулятор а на калькулятор пинать сами понимаете
все одно, что на зеркало
а так сбросьте проект, там посмотрим. Эпсилон озвученный правильный, но 3.8.
Для полярного стекловолоконного материала это чего то не того. Это может на 15Гигах столько.

[Redcrusader]

CST продвинутый калькулятор а на калькулятор пинать сами понимаете

Так я не пытаюсь пинять на CST. Хочу ему верить.
Поэтому хочу разобраться.
Прицепил проект.
Кратко: микрополосковая линия L/2 с ХХ на конце.
По теории, Zвх = бесконечности на частоте от L.
FR-4, h = 1,5 мм.  Transmission_line.zip ( 1.49 мегабайт ) Кол-во скачиваний: 69

Беру 34 мм, частота L = 2450 МГц при Er=4,3
CST дает 2350 МГЦ при Er=4,3
CST дает 2434 МГц при Er=3,8 (близко к 2450)
CST дает 2462 МГц при Er=3,7 (близко к 2450)

[dabbler]

Где "глюк"?
У меня в голове или в CST?

Наверное все-таки в голове Вы пытаетесь проверить теорию ДЛИННЫХ линий, выбрав полуоткрытую линию да еще и на подложке с потерями с очень условным портом. Попробуйте поиграться с воздушным коаксиалом с волноводным портом, может лучше получится?;о)

[Redcrusader]

Наверное все-таки в голове

Сейчас я не "работаю" с воздушными коаксиалами.
Мне надо анализировать микрополосковую структуру на FR-4.
И нужны адекватные результаты, соответствующие теории длинных линий.

Пробовал играться с волноводным портом для микрополосковых линий.
У меня что-то плохо получалось. Т.к. выходные значения зависели от размера волноводного порта.
Т.е. значения плавали возле теоретических значений (проверял нагрузку 50 Ом на конце 50-омной линии).

[dabbler]

Сейчас я не "работаю" с воздушными коаксиалами.

Да не надо "работать" с воздушными коаксиалами - это вам просто как модель, для понимания процесса.Сложно пользоваться "калькулятором", не понимая, как он работает. Впрочем, если долго крутить кубик Рубика, он может и собраться. Да, попробуйте в вашей модели включить Far Field монитор. Чтобы сразу не пугаться, выберите Realized Gain и посмотрите, что получится. Успехов!
И еще, я так понял, что вы считаете, что дискретный порт в случае микрополоска ситуацию моделирует лучше волноводного, с которым у вас "что-то плохо получалось"?

Сообщение отредактировал dabbler - Apr 18 2015, 09:13

[Redcrusader]

Да не надо "работать" с воздушными коаксиалами - это вам просто как модель, для понимания процесса.

Вот и хочется разобраться с процессом в CST на очень простых моделях.
Т.к. вижу, что MWO считает адекватно:
MWO дает частоту резонанса =2422 МГц
TXLINE из MWO - 2448 МГц
Расхождение =1,1% - допустимо.
По теории (справочник Вольмана) =2438 МГц.

В общем, вроде, с процессом в CST я разобрался. Осталось подчистить свои "ошибки" и недочеты.

Не видел смысла включать Far Field монитор.
Если вы про излучение линии, то я пробовал отрезки L/4 c КЗ на конце. Результаты примерно те же.

[saab]

если долго крутить кубик Рубика, он может и собраться.

мдяя Рубик он такой, он вездесущ
походу посмотрим проектик

Ну нужно волноводные
порты подперететь.

все как в жизни, отсюда и высшие моды берутся но они мало кого радуют

[saab]

ЗоО зОо her we are...
Вполне адекватный и цивильный результат-
КНД под 6dB а кпд не для антенны...
и эпсилон 4.45 как и должно быть для 2-3GHz
и резонансы последовательный и парралельный, все
в ажуре. Причем не вполне кратные, что обьясняется
зависимостью от частоты перформанса
Enjoy

Эскизы прикрепленных изображений

 

[Redcrusader]

...Вполне адекватный и цивильный результат

Результат в общем адекватный. Все по теории.
А теперь, если посчитать точнее! Посчитайте на какой частоте должен быть резонанс.
При эпсилон =4,45, на подложке h=... w=... и линия с длиной L=.... К сожалению, у вас не видно всех параметров структуры.
И сравните этот резонанс с показанный по результатам вычисления CST.

Если структура была как у меня:
Линия L=34 мм (h=1,5 w=2,5), при эпсилон =4,45 дает резонанс на 2410 МГц.
У вас резонанс на 2277 МГц, что соответствует эпсилон =5,05.
Такой дисперсии эпсилон не бывает. И дисперсию эпсилон можно посмотреть в 1D Results.
Думаю, что значение эпсилон на частоте резонанса гораздо меньше.

Т.е., чтобы получить в CST резонанс на 2410 МГц, надо взять значение эпсилон меньше!
В частности, надо взять эпсилон FR-4 равный около 3,8.

Вот в чем "загвоздка"!!!

[saab]

Вот в чем "загвоздка"!!!

Хорошо, посмотрим. Ваших то выкладок не знаю а к CST у меня претензий нет. Неоднократные наезды на CST ни к чему не привели.

[Redcrusader]

Хорошо, посмотрим. Ваших то выкладок не знаю а к CST у меня претензий нет...

Я тоже не хочу иметь претензии к CST.
CST - инструмент хороший. Мне нравится.
Готов работать с CST даже с поправочными коэффициентами.
Т.е. ставить при расчетах структур эпсилон для FR-4 не 4.3, а 3.8.

[l1l1l1]

Я тоже не хочу иметь претензии к CST.
CST - инструмент хороший. Мне нравится.
Готов работать с CST даже с поправочными коэффициентами.
Т.е. ставить при расчетах структур эпсилон для FR-4 не 4.3, а 3.8.

это неправильный путь. это совершенно неправильный путь.
поинтересуйтесь, как другие люди определяют эпсилон подложки.
подсказка: кольцевой резонатор.
этот кольцевой резонатор связывают с входным и выходным портами с помощью коротких зондов,
которые похожи на вашу цепь, только короче.
зонды должны быть слабо связаны с резонатором (большой зазор).
подумайте, почему люди так делают.
та структура, что у вас, - это вообще не резонатор, или резонатор с практически полной связью,
когда на его размытый резонанс сильно влияют параметры входной цепи.
то, что вы выбрали сосредоточенный порт, вам не поможет.
эта идеализированная модель порта точна только при малых размерах,и параметры её вообще-то неизвестны.
надо стремиться в модели повторять то, что есть в реале,
и использовать сосредоточенный порт следует только тогда, когда другого выхода нет.

[Redcrusader]

это неправильный путь. это совершенно неправильный путь...

Я не измеряю эпсилон подложки!
Я проверяю как CST просчитывает мою микрополосковую структуру.
Я всю жизнь считал микрополосковые структуры (отрезки линии L/4 и т.д.) по Вольману и MWO.
Там результаты совпадают (согласно фабричным эпсилон).
CST дает мне результат с ошибкой 3...5% (смотрю по частоте резонанса).
При таких результатах в CST я не могу ему доверять при расчетах импеданса (входного сопротивления) любой другой микрополосковой структуры.

P.S. Сильная связь с резонатором не влияет на частоту резонанса. Она будет влиять только на добротность резонатора ("...размытый резонанс..."). Меня не интересует добротность.
И, если "...идеализированная модель порта точна только при малых размерах,и параметры её вообще-то неизвестны.", то как можно верить расчетам CST?! В этом случае, CST переходит из разряда "измерителей" в разряд "индикаторов"!

[l1l1l1]

...
Я всю жизнь считал микрополосковые структуры (отрезки линии L/4 и т.д.) по Вольману и MWO.
Там результаты совпадают (согласно фабричным эпсилон).

доверяете MWO? - вот вам результаты MWO:


структура полностью совпадает с вашей, посчитано в схематике, всё очень идеально, как вы любите.
синяя кривая соответствует эпсилон 4.3, фиолетовая, как видите, 3,92.

...как можно верить расчетам CST?! В этом случае, CST переходит из разряда "измерителей" в разряд "индикаторов"!

что, MWO тоже переходит в разряд "индикаторов"? так вы нас совсем без средств оставите.
может, что-то в консерватории подправить? (с)
боюсь, что если не последуете добрым советам, вы перейдете из разряда "новичков" в разряд "троллей".

[Aner]

CST не "измеритель" и никак не "индикатор", эмулятор, симулятор только. Много чего и MWO, CST показывают, считают по разному. Не полностью и не вся физика учтена корректно. Примеров на этом форуме достаточно. Многие студенты не разобравшись подгоняют результат.

Redcrusader вы поясните вашу конечную цель, а то получается, что от эмулятора вы ожидаете результат с ошибкой или погрешностью 3...5% как от анализатора или векторника.

Из моей практики, хорошо если спец FR-4 трудится с неизменным эпсилон до 800...1000 Мгц, затем проблема. Вы даташит на ваш FR-4 выложите тут, указав производителя и график эпсилон от частоты. Если вы видите на графике уменьшающийся эпсилон с ростом частоты, то прикиньте (выше 1000Мгц мало кто дает график) для вашей частоты, возможно 3.8 это и будет.

[Redcrusader]

доверяете MWO? - вот вам результаты MWO:


...может, что-то в консерватории подправить? (с)

Не надо трогать консерваторию (В.И. Вольмана)!!!
Попробуйте самостоятельно сделать ряд расчетов.
Берем:
FR-4 (Er=4,3), h=1,5 мм, w=2,5 мм, L=34 мм, ХХ на конце.

1. По Вольману Frez=2455 МГц
2. По TXLINE из MWO Frez=2448 МГЦ - 0,3% от Вольмана.
3. По моделированию в MWO Frez=2425 МГц - 1,24% от Вольмана.
4. По моделированию в CST Frez=2314 МГц - 6,1% от Вольмана.
Пробовал TD и FD. Увеличивал мешь до очень больших значений так, что расчет такой простейшей структуры занимал несколько часов.
Ошибка относительно Вольмана уменьшалась примерно до 3,5%.
Но, такие огромные меши нереальные для расчета сложных структур, т.к. они будут считаться несколько суток, а дадут ошибку около 3,5%.

Я верю Вольману. Это классика.
TXLINE из MWO считает по классике.
Моделированию в MWO. Есть ошибка моделирования (допустимая). Описание модели и алгоритмы расчетов.
По моделированию в CST. Аналогично MWO, в CST есть неточности модели и алгоритмов расчетов.
Но, в CST у меня получается очень большая ошибка.

Я хочу разобраться где у меня может быть ошибка в CST. В установках или где-то еще.
Если Вам нетрудно, то создайте в CST такую же модель. Просчитайте ее и выложите проект, чтобы я сравнил его со своим и поискал свои ошибки.

[Redcrusader]

...Много чего и MWO, CST показывают, считают по разному

Aner, мне как-то не удавалось найти график зависимости эпсилон FR-4 от частоты.
Я согласен с вами, что даже устройство рассчитанное по классике на высоких частотах (800...1000 b ,более МГц), в реальности будет отличатся от рассчитанного.
И это будет из-за реального разброса эпсилон FR-4, но не из-за уменьшения эпсилон с ростом частоты.
С ростом частоты изменяется эпсилон эффективное для микрополосковой линии, но это тоже просчитывается по классике.
Разброс эпсилон FR-4 производители дают очень большой (3,8...4,4 и более).
Согласен, что к MWO и CST надо относится как симулятору или эмулятору.

Моя конечная цель - найти коэффициенты поправки, если они существуют. В данный момент коэффициент к эпсилон FR-4.
Или найти мои ошибки в установках для моделирования в CST.
Мне несколько странно, что я не смог найти на форуме подобной темы. Неужели никто с таким не столкнулся?
Если это так, то я допускаю свою ошибку при работе с CST.

Я беру простейшую классическую структуру (отрезок линии).
Ставлю стандартный эпсилон =4,3.
Хочу получить результат близкий к классике. К реальной конструкции пока этот расчет не имеет отношение.
Я понимаю, что расчеты в CST можно проверить экспериментально, но это очень трудоемкая задача.
И пока я еще не "добрался" до экспериментов. Причем, будет сложно сделать сравнение для FR-4 на частоте 2000 МГц расчета и эксперимента.
Просто из-за разброса эпсилон FR-4, не только от производителя, но из-за разброса в разных партиях одного производителя.
М.б. кто-то уже делал сравнения.
Хотелось бы увидеть разброс для микрополосков на FR-4 расчета и эксперимента.

Да, я делал такой же расчет для Roger (10,2). В CST получил такое же несовпадение расчета с классикой.
А Roger на частоте 2000 МГц должен работать нормально.

[tsww]

Aner, мне как-то не удавалось найти график зависимости эпсилон FR-4 от частоты.
Я согласен с вами, что даже устройство рассчитанное по классике на высоких частотах (800...1000 b ,более МГц), в реальности будет отличатся от рассчитанного.
И это будет из-за реального разброса эпсилон FR-4, но не из-за уменьшения эпсилон с ростом частоты.
С ростом частоты изменяется эпсилон эффективное для микрополосковой линии, но это тоже просчитывается по классике.
Разброс эпсилон FR-4 производители дают очень большой (3,8...4,4 и более).
Согласен, что к MWO и CST надо относится как симулятору или эмулятору.

Моя конечная цель - найти коэффициенты поправки, если они существуют. В данный момент коэффициент к эпсилон FR-4.
Или найти мои ошибки в установках для моделирования в CST.
Мне несколько странно, что я не смог найти на форуме подобной темы. Неужели никто с таким не столкнулся?
Если это так, то я допускаю свою ошибку при работе с CST.

Я беру простейшую классическую структуру (отрезок линии).
Ставлю стандартный эпсилон =4,3.
Хочу получить результат близкий к классике. К реальной конструкции пока этот расчет не имеет отношение.
Я понимаю, что расчеты в CST можно проверить экспериментально, но это очень трудоемкая задача.
И пока я еще не "добрался" до экспериментов. Причем, будет сложно сделать сравнение для FR-4 на частоте 2000 МГц расчета и эксперимента.
Просто из-за разброса эпсилон FR-4, не только от производителя, но из-за разброса в разных партиях одного производителя.
М.б. кто-то уже делал сравнения.
Хотелось бы увидеть разброс для микрополосков на FR-4 расчета и эксперимента.

Да, я делал такой же расчет для Roger (10,2). В CST получил такое же несовпадение расчета с классикой.
А Roger на частоте 2000 МГц должен работать нормально.

Ваш эксперимент не вполне корректен, о чем уже выше писали. Разомкнув линию на конце, вы получили передающую антенну и часть энергии излучили в пространство, что и повлияло на результат. Примите меры по предотвращению излучения - согласованная нагрузка, коаксиальный кабель или хотя бы стриплиния и т. д.

[Redcrusader]

Ваш эксперимент не вполне корректен....

Поверьте, что получилась очень плохая антенна. Любой микрополосок излучает, но гораздо хуже антенны.
Такие структуры часто применяются в микрополосковой СВЧ технике. Их рассчитывают по классике и работают они по классике.
Можете посмотреть в CST сколько энергии излучается такой структурой. Подводимая мощность =0,5 Вт. Излучаемая примерно =0,013 Вт.
Такой уровень излучения не должен влиять на результат.
Кроме того, излучение мощности не влияет на частоту резонанса. Излучение будет влиять на добротность из-за потерь на излучение.

Отрезок линии (L/4) замкнутый на конце я просчитывал в CST тоже. Там примерно такое же отклонение от классики.
Просто, нельзя сделать идеальное КЗ на микрополоске (зависит от толщины платы). ХХ на микрополоске будет более идеальным, если открытый конец не подводить близко к краю платы.

[tsww]

Поверьте, что получилась очень плохая антенна. Любой микрополосок излучает, но гораздо хуже антенны.
Такие структуры часто применяются в микрополосковой СВЧ технике. Их рассчитывают по классике и работают они по классике.
Можете посмотреть в CST сколько энергии излучается такой структурой. Подводимая мощность =0,5 Вт. Излучаемая примерно =0,013 Вт.
Такой уровень излучения не должен влиять на результат.
Кроме того, излучение мощности не влияет на частоту резонанса. Излучение будет влиять на добротность из-за потерь на излучение.

Отрезок линии (L/4) замкнутый на конце я просчитывал в CST тоже. Там примерно такое же отклонение от классики.
Просто, нельзя сделать идеальное КЗ на микрополоске (зависит от толщины платы). ХХ на микрополоске будет более идеальным, если открытый конец не подводить близко к краю платы.

Уровень излучения вполне приличный и сравним с вашей погрешностью. В любом "Айзенберге" приведены зависимости входного импеданса полуволнового диполя в зависимости от его толщины и описывается механизм поведения резонанса - емкостной эффект, т.е. емкость торца диполя.
Отсюда и так называемый "коэффициент укорочения" диполя. Не было бы излучения, не было бы укорочения. Сделав хх вы получили торец ....
Ваша короткозамкнутая линия также излучает. Излучения не будет только при полном согласовании, когда напряженности полей по длине равномерны .
Не понятна и цель эксперимента - получить идентичность результатов полученных средствами электродинамики и с помощью телеграфных уравнений? Ну тогда сделайте одинаковые условия, исключите излучение. Тогда можно говорить и о эпсилон.....

[Redcrusader]

...механизм поведения резонанса - емкостной эффект, т.е. емкость торца диполя.
Отсюда и так называемый "коэффициент укорочения" диполя.

У Айзенберга (и по классике) диполь укорачивается из-за своей толщины, а не из-за излучения.
У "идеально" тонкого диполя никакого укорочения нет, а излучение есть.
Чем толще диполь, тем больше емкость между его двумя половинами (увеличивается площадь) - отсюда и укорочение диполя.

Моя цель эксперимента - получить достаточное совпадение результатов расчета по классике и расчета по CST (+/-1%).
Т.к. все равно будет ошибка между расчетом и параметрами реального устройства.
Но эта ошибка будет состоять, как минимум, из двух частей:
1. Ошибка расчета.
2. Разброс параметров материала. Сильная зависимость от значения эпсилон.
Второе слагаемое ошибки можно учесть экспериментально. Будет зависеть от материала и конфигурации структуры.
А первое слагаемое ошибки зависит от точности алгоритмов решающего устройства (CST) и правильности постановки задачи для этого решающего устройства.

Вот, я и хочу выяснить два момента.
1. Точность алгоритмов решающего устройства относительно эпсилон, т.к. значение эпсилон сильно влияет на параметры устройства.
2. Выяснить, есть ли мои ошибки при постановке задачи для решающего устройства.

[tduty5]

Вот, я и хочу выяснить два момента.
1. Точность алгоритмов решающего устройства относительно эпсилон, т.к. значение эпсилон сильно влияет на параметры устройства...

Для резонансных структур на полосках (узкополосные фильтры на отрезках линий) при eps материала 5-10 ставлю в расчеты eps1 на 15-18% меньше, чем eps. Тогда изготовленное сходится с насчитанным. Или такие высокодобротные структуры принципиально нельзя ститать Т-солвером (читай, разновидность FDTD), или это фича той версии, что гуляет по торрентам...

[Redcrusader]

Для резонансных структур на полосках (узкополосные фильтры на отрезках линий) при eps материала 5-10 ставлю в расчеты eps1 на 15-18% меньше, чем eps...

Спасибо tduty5!
У меня получается примерно такое же расхождение по эпсилон между расчетами по классике и CST (около 16%).
Причем ошибка исходного эпсилон не зависит от частоты. Считал на 500 МГц и на 2500 МГц для одного и того же материала.
От солвера тоже не зависит. Считал на TD и на FD.
Я рад, что появилось хоть одно подтверждение моим "сомнениям"! Я думал, что где-то что-то в установках расчета я мог напутать.
Думаю, что можно спокойно занижать эпсилон на 15% и считать структуры в CST.

М.б. кто-то еще подтвердит это утверждение и опровергнет его?

[Aner]

Писал вам, что эпсилон частото зависимый для FR4 для ваших частот. Не бывает одного и того же эпсилон для FR4 на 500 и на 2500 Мгц.
Его значение заносят исходя их реальных данных. У большинства FR4 значение эпсилон понижается с ростом частоты.
Думаю калькулятор в CST не причем, такой большой ошибки как у вас он не даст.

[Redcrusader]

Писал вам, что эпсилон частото зависимый для FR4 для ваших частот....

По моим данным, эпсилон от частоты не зависит. Или зависит, но очень мало.
В теории, это называют дисперсией диэлектрической проницаемости от частоты (начиная с Лоренца и т.д.).
Но, эта зависимость настолько мала, что сейчас в науке (или в околонауке) поднимается тема об отсутствии дисперсии диэлектрической проницаемости от частоты.

Я просчитал в CST микрополосок на FR-4 для 500 МГц и 2500 МГц. Ошибка относительно классики одна и та же!
Поэтому, я считаю, что дисперсия диэлектрической проницаемости от частоты для FR-4 здесь не причем.

[tduty5]

По моим данным, эпсилон от частоты не зависит. Или зависит, но очень мало.В теории, это называют дисперсией диэлектрической проницаемости от частоты (начиная с Лоренца и т.д.).Но, эта зависимость настолько мала, что сейчас в науке (или в околонауке) поднимается тема об отсутствии дисперсии диэлектрической проницаемости от частоты

Так можно и основы пошатнуть Есть-есть зависимость, комплексная к тому же. И анизотропия у FR4 присутствует.

[Redcrusader]

Есть-есть зависимость, комплексная к тому же...

Я не отрицаю, что есть зависимость, но очень маленькая.
В частности, CST для FR-4 показывает.
300 МГц - 4,41
600 МГц - 4,409
900 МГц - 4,4084
Т.е. на уровне сотых долей %, при изменении частоты в 3-и раза.
Поэтому при существующей точности расчетов эту ошибку можно не учитывать.

[Aner]

Еще раз совет, поройте инет, кучи производителей дают даташиты с графиками зависимости эпсилона. То что вы приводите, редкий случай для студентов, далек от практики. И потом для этого FR4 никто не дает данных выше 1000 Мгц. У вас 2400 Мгц и что вы хотите получить? Пользуйте тогда соответствующий роджер, вопрос ошибки или требуемой вам точности снимится сам собой.

[saab]

По моим данным, эпсилон от частоты не зависит.

Опаньки химия, химия вся эпсилонка какато неправильная.
Не ожидал от вас. FR4 ,более сотни разновидностей. К Панасонику в наших краях
пристрелялся и вч резонаторами и кругами и всем чем.
Такс продолжимс. Про коре, препрег слышали? Многослойные платки ( такими только работаем ). Толщиною 0.1 мм и в таком духе, так вот от толщины сильно зависит эпсилон и это понятно, меньше заполнение, полярным, анизотропным, волокнистым, пропитанным смолой, силно полярным, материалом. Так что эпсилон типично начинает падать с 1MHz и до 10GHz и выше. ИМХО выше теряется смысл в большинстве применений. Тангенс делта растет и достигает величин более 0.03 и тп. В данном диапазоне частот изменение примерно от ~4.9 до 3.9 это для толщин
~ 0.5mm. Для толщин 0.1-0.2 можно только догадываться, в отличии от Roger, Arlon и прочих супостратов.
Там все четко- 3.38, рекомендуемое 3.48, плюс каждая партия отмаркирована. А не 10/2=8.

[Redcrusader]

Опаньки химия, химия вся эпсилонка какато неправильная.
Не ожидал от вас. FR4 ,более сотни разновидностей...

Извините, но вопрос не в разбросе реального эпсилон FR-4 и других диэлектриков!!!
Вопрос в том, что CST считает с ошибкой по значению эпсилон.
Я измерений рассчитанного по CST устройства не делаю.

Я беру материал (FR-4, Roger и т.д.) из библиотеки CST. Считаю структуру в CST.
Потом беру значение эпсилон из библиотечного значения в CST. Считаю структуру с этим значением эпсилон вручную по классике.
Получаю ошибку в CST на 4...5%.
Если в CST установить эпсилон для структуры на 15% меньше, то результат расчета хорошо совпадает с классикой.
Все это повторяется для любых материалов и для частот в диапазоне 500...2500 МГц.

Пока только один Aner написал, что у него получается то же самое. Поэтому он при расчетах в CST уменьшает табличный эпсилон на 15...18% и получает близкий к реальности результат. А для реальных диэлектриков я думаю, что у Aner есть уже дополнительные экспериментальные коэффициенты на эпсилон, которые он тоже вставляет в расчеты.

Хотелось бы услышать подтверждение этого еще от 1...2 человек, чтобы убедиться, что я все правильно делаю в установках для анализа структуры в CST.
М.б. у Aner поправочный коэффициент к эпсилон (-15...-18%) относится к реальному эпсилон материала, а не к расчету в CST.

[tsww]

У Айзенберга (и по классике) диполь укорачивается из-за своей толщины, а не из-за излучения.
У "идеально" тонкого диполя никакого укорочения нет, а излучение есть.
Чем толще диполь, тем больше емкость между его двумя половинами (увеличивается площадь) - отсюда и укорочение диполя.

Моя цель эксперимента - получить достаточное совпадение результатов расчета по классике и расчета по CST (+/-1%).
Т.к. все равно будет ошибка между расчетом и параметрами реального устройства.
Но эта ошибка будет состоять, как минимум, из двух частей:
1. Ошибка расчета.
2. Разброс параметров материала. Сильная зависимость от значения эпсилон.
Второе слагаемое ошибки можно учесть экспериментально. Будет зависеть от материала и конфигурации структуры.
А первое слагаемое ошибки зависит от точности алгоритмов решающего устройства (CST) и правильности постановки задачи для этого решающего устройства.

Вот, я и хочу выяснить два момента.
1. Точность алгоритмов решающего устройства относительно эпсилон, т.к. значение эпсилон сильно влияет на параметры устройства.
2. Выяснить, есть ли мои ошибки при постановке задачи для решающего устройства.

В вашем проекте с открытыми граничными условиями, с "ящиком" 10*10*20 мм, эпсилон 4.3, толщиной полоска 0.035 мм, резонанс получился на частоте 2302 МГц. Не изменяя длины линии "утолщил" последние 0,5 мм на ее конце до 3 мм. Резонанс ушел вниз на 2259 МГц. Не изменяя длины линии "утоньшил" последние два мм на ее конце до 0.01 мм. Резонанс ушел в верх на 2310 МГц. Похоже все таки излучение и связанный с этим излучением емкостной эффект и соответсвующий коэффициент укорочения присутствуют.

[Redcrusader]

В вашем проекте с открытыми граничными условиями, с "ящиком" 10*10*20 мм, эпсилон 4.3, толщиной полоска 0.035 мм, резонанс получился на частоте 2302 МГц. Не изменяя длины линии "утолщил" последние 0,5 мм на ее конце до 3 мм. Резонанс ушел вниз на 2259 МГц. Не изменяя длины линии "утоньшил" последние два мм на ее конце до 0.01 мм. Резонанс ушел в верх на 2310 МГц. Похоже все таки излучение и связанный с этим излучением емкостной эффект и соответсвующий коэффициент укорочения присутствуют.

"Утолщение" линии на конце на 3 мм равнозначно удлинению линии на 3 мм (общая длина 34 мм => 10%), поэтому вы и получили уменьшение частоты резонанса с 2302 до 2259.
Только удлинение линии получается непропорционально, т.к. дополнительные 3 мм находятся не на подложке, а как-то в воздухе.
Уход резонанса 1,9%.
"Утоншение" последних двух мм до 0,01 мм немного меняет геометрические параметры линии, и отсюда меняет значение эпсилон эффективное для этой линии. Получается небольшое изменение коэффициента укорочения линии. Резонансы 2302 и 2310 различаются на 0,34%.

Емкостный эффект там не причем! Не связывайте так сильно излучение с емкостным эффектом.
Емкостный эффект (укорочение линии относительно длины волны) будет сильно проявляться при очень толстых или широких диполях.
Для микрополосковых структур это все хорошо просчитывает по классике через эпсилон эффективное.

[freeport]

Redcrusader
Не вижу никаких проблем с точностью расчета CST. Получил резонанс на частоте 2426МГц. Вот проект и результат на круговой диаграмме.

Сообщение отредактировал freeport - Apr 30 2015, 10:38

Прикрепленные файлы

 Microstrip1.pdf ( 44 килобайт ) Кол-во скачиваний: 255
 Microstrip1.rar ( 20.75 килобайт ) Кол-во скачиваний: 13

 

[Redcrusader]

Redcrusader
Не вижу никаких проблем с точностью расчета CST. Получил резонанс на частоте 2426МГц. Вот проект и результат на круговой диаграмме.

К сожалению Проект не полный, поэтому не открывается. По диаграмме Смита что-то видно, но плохо (малая точность).
:-((
Скиньте полный Проект, желательно в версии 2014.
Мне надо посмотреть на установки в Проекте.

[freeport]

Redcrusader
Как мала точность, если на диаграмме маркер с частотой стоит?
Вот полный проект
http://rghost.ru/6NKZBbV4W
Как сохранить в версии 2014 я не знаю. CST2015 легко найти на торрентах.
Вот на рисунках мнимая часть коэффицента отражения и Z11.
Не следует использовать lumped port, в этом вся проблема.

Сообщение отредактировал freeport - Apr 30 2015, 15:36

Эскизы прикрепленных изображений

 

[saab]

Вопрос в том, что CST считает с ошибкой по значению эпсилон.

Предположение не верное, считает и еще как. Собственно откуда дровишки.

[freeport]

Redcrusader
Небольшое уточнение. У меня в проекте ширина полоска 2,9мм, а у вас 2,5мм. Если сделать расчет для 2,5мм, то резонанс будет на частоте 2440МГц. Вот вам и краевой эффект.

Сообщение отредактировал freeport - Apr 30 2015, 17:30

[l1l1l1]

Для резонансных структур на полосках (узкополосные фильтры на отрезках линий) при eps материала 5-10 ставлю в расчеты eps1 на 15-18% меньше, чем eps. Тогда изготовленное сходится с насчитанным. Или такие высокодобротные структуры принципиально нельзя ститать Т-солвером (читай, разновидность FDTD), или это фича той версии, что гуляет по торрентам...

на самом деле это очень серьезно.
пока Redcrusader рассчитывает сферического коня в вакууме, можно указать на его ошибки,
но если есть результаты, плдтвержденные экспериментом, - это совсем другое дело.
пожалуйста, выложите проект какого-нибудь фильтра с результатами измерений.

[Redcrusader]

Redcrusader
Небольшое уточнение. У меня в проекте ширина полоска 2,9мм, а у вас 2,5мм. Если сделать расчет для 2,5мм, то резонанс будет на частоте 2440МГц. Вот вам и краевой эффект.

Это не краевой эффект как вы его себе представляете, а изменение эпсилон эффективного от ширины полоска.
Отсюда и изменение электрической длинны полоска.
Как следствие, изменение частоты резонанса.
Все это просчитывается по классике.

на самом деле это очень серьезно.
пока Redcrusader рассчитывает сферического коня в вакууме, можно указать на его ошибки,
но если есть результаты, плдтвержденные экспериментом, - это совсем другое дело.
пожалуйста, выложите проект какого-нибудь фильтра с результатами измерений.

Я уже писал, что до "...результаты, плдтвержденные экспериментом,..." еще дело не дошло.
Это отдельная тема, которую я могу решить и без обсуждения в Форуме. Опыт есть.

В этой теме я хочу, чтобы вы указали на мои ошибки, а не просто говорили, что у меня есть ошибки.
Сами же знаете, что найти свою ошибку очень сложно! У человека наступает режим "ступора", из которого одному можно выходить очень долго.
:-((
Быстрый метод выхода из "ступора" - общение (обсуждение) с другими людьми.

Я вплотную с CST работаю всего два месяца. Есть же пользователи, которые работают с CST уже годами.
Вот, у них я прошу совета (помощи) разобраться мне в этом вопросе.

Не знаю как вы, но я всегда любой программный продукт для расчетов чего-либо с начало проверяю на "калькуляторе".
А потом, при дальнейшей работе с этим программным продуктом, постоянно просчитываю результат в "уме", насколько полученный результат соответствует действительности.
Т.к. эти программы пишут люди, а людям свойственно ошибаться. А Билл Гейтц ввел практику выпускать программный продукт "сырой" на 50%.
Хотя, я это не осуждаю, т.к., если выпускать ПП не "сырой", то он будет стоить в несколько раз дороже и разрабатывать в несколько раз дольше.
Проще отдать тестировать новый ПП пользователям.

Для прикола, вкладываю прикольный очень старый .txt-файл "Теория ошибок".
Т.к. в любой шутке есть доля правды, то я спокойно отношусь к любым ошибкам в ПП.

Предположение не верное, считает и еще как. Собственно откуда дровишки.

Попробуйте самостоятельно сделать ряд расчетов.
Берем:
FR-4 (Er=4,3), h=1,5 мм, w=2,5 мм, L=34 мм, ХХ на конце.

1. По Вольману Frez=2455 МГц
2. По TXLINE из MWO Frez=2448 МГЦ - 0,3% от Вольмана.
3. По моделированию в MWO Frez=2425 МГц - 1,24% от Вольмана.
4. По моделированию в CST Frez=2314 МГц - 6,1% от Вольмана.
Пробовал TD и FD. Увеличивал мешь до очень больших значений так, что расчет такой простейшей структуры занимал несколько часов.
Ошибка относительно Вольмана уменьшалась примерно до 3,5%.
Но, такие огромные меши нереальные для расчета сложных структур, т.к. они будут считаться несколько суток, а дадут ошибку около 3,5%.

М.б. это связано в версией CST. Я считаю в версии 2014.
Или с моими ошибками в начальных установках.

Прикрепленные файлы

 _____________.txt ( 4.03 килобайт ) Кол-во скачиваний: 31

 

[freeport]

Redcrusader
Версия CST здесь ни причем. В вашем проекте используется lumped port. Для возбуждения МПЛ следует использовать Waveguide port. В Help написано какие должны быть размеры порта. В вашем проекте есть непонятные элементы, например коробка, в которую помещена МПЛ имеет слишком большой размер, не используются плоскости симметрии, это увеличивает время расчета. Может быть вы раньше работали в HFSS, в CST все проще, такие коробки не нужны. Вы можете проверить точность расчетов в HFSS используя lumped и waveguede port, наверняка разница в частоте резонанса будет точно такая же. Все 3 программы: MWO HFSS CST имеют одинаковую точность, за исключеним того что в MWO не учитывается толщина полоска. Перед тем как изготовить какое либо микрополосковое устройство я провожу расчеты в MWO(Sonnet) и CST, результаты примерно одинаковы. Подвергать сомнению точность CST это смешно. В настоящее время это лидер среди програмного обеспечения подобного рода. На основании расчетов в CST я и мои коллеги изотовили до сотни реальных устройств (антенны и фильтры) с приемлемой точностью.

[Redcrusader]

Redcrusader
Версия CST здесь ни причем...

Может версия CST здесь ни причем, но у меня не сходится.
1. Толщина микрополоска, однозначно, сильно на резонанс не влияет. Хотя, в MWO есть параметр "толщина полоска". Насколько он в MWO влияет на расчет, я утверждать не буду - не проверял.
2. Величина "коробки", будет влиять только, если коробка будет очень маленькая. При большой коробке только увеличится время счета.
3. Плоскости симметрии используются только для уменьшения времени счета. В данной простейшей структуре время счета меня не интересует.
4. В CST я не могу поставить Waveguide port посередине структуры (платы). У меня получается поставить Waveguide port только на Boundares, а это только края структуры. Для волноводов это просто. Поэтому я использую lumped port. Причем, я считаю, что никакой разницы не должно быть между lumped port и Waveguide port, если последний поставить правильно.
С Waveguide port у меня проблемы - результат расчета зависит от размеров Waveguide port. Даже, если его меняешь на несколько мм относительно рекомендованных в Help.

В HFSS я не работал.
С CST я работаю только третий месяц, поэтому еще есть такие "непонятки".

Пока у меня не сходятся результаты расчета в MWO и CST. Результат расчета в MWO ближе к классике.

То, что у вас результат расчета в CST c приемлемой точностью совпадают с расчетом в CST, то эта приемлемая точность соответствует несовпадению даже расчету по классике и неидеальностью реального устройства. Без этого никуда! Несовпадение расчета и реального устройства на 5% можно считать хорошим результатом.
Но когда у меня не совпадает расчет по классике и CST на 3...5%, то здесь я задумываюсь.

Загрузил я CST 2015.
Проверил ваш freeport проект.
Да, все по резонансной частоте сходится с классикой (ошибка 0,5%).
Но, это так у вас получилось или вы "нахимичили"?!
Если увеличить высоту вашего бокса с 6 мм до 10 мм, то получается совсем другая резонансная частота!!!
Такое изменение высоты коробки не должно влиять на резонансную частоту микрополоска!!!
Думаю, что все дело в размерах Waveguide port!
Т.е. проблема с Waveguide port, о которой я писал выше.

Сообщение отредактировал Redcrusader - May 1 2015, 08:56

[freeport]

Redcrusader
А почему изменение высоты коробки не должно влиять на резонанс?. Еще как должно. Проверено на практике. Полосовой фильтр на МПЛ накрываешь крышкой и нижняя граничная частота полосы пропускания уходит вверх. А потом, что вы так к Вольману прицепились, почему он для вас авторитет, а все остальные - (разработчики программ) нет? Я считаю, что расчет по СST более соответсвует практике, чем расчет по справочнику. В те времена когда писался этот справочник не было таких компьютеров и программ.

[Redcrusader]

Redcrusader
А почему изменение высоты коробки не должно влиять на резонанс?.

Так тогда вы рассчитываете не резонансную частоту микрополоска, а резонансную частоту своей коробки!
Полосок у вас играет роль связи Порта с резонатором (коробкой).
Я рассчитываю резонанс микрополоска.
Вольман - классика (для меня).
Справочник по расчету и конструированию СВЧ полосковых устройств. под.ред.Вольмана.

Все программы на ПК по расчету подобных устройств используют подобную литературу.

Сообщение отредактировал Redcrusader - May 1 2015, 10:40

[freeport]

Так тогда вы рассчитываете не резонансную частоту микрополоска, а резонансную частоту своей коробки!
Полосок у вас играет роль связи Порта с резонатором (коробкой).
Я рассчитываю резонанс микрополоска.

Ничего подобного, резонанс коробки гораздо выше. Просто поле существует не только в диэлектрике но и в коробке. И волновое сопротивление МПЛ меняется от высоты крышки.
А с классикой надо осторожнее, т.к. там тоже люди и бывает ошибаются и качества моральные у них не всегда на высоте.

[Redcrusader]

Ничего подобного, резонанс коробки гораздо выше. Просто поле существует не только в диэлектрике но и в коробке. И волновое сопротивление МПЛ меняется от высоты крышки.
А с классикой надо осторожнее, т.к. там тоже люди и бывает ошибаются и качества моральные у них не всегда на высоте.

Тогда существуют два резонанса. Коробки и полоска. Между ними связь.
Что такое связь между двумя контурами, надеюсь, знаете.
И, волновое сопротивление не влияет на значение резонанса. Оно влияет только на добротность резонанса.

Тогда почему меняется резонанс от геометрии коробки?

Классики работали до появления CST и др. в течении 50...60 лет.
За это время их проверили экспериментом уже тысячи раз!!! Причем, ручками на фелексах и калькуляторах.

А CST и другие существуют всего ничего (менее 10 лет). И проверяют их в основном люди не знакомые с классикой и калькулятором.
Т.е. большинство "проверяльщиков" верят CST и др. на слово!

Сообщение отредактировал Redcrusader - May 1 2015, 11:40

[freeport]

Redcrusader
Мне надоела эта дискуссия. Могу сказать, что те классики с которыми я знаком, которые в советские времена писали учебниким, почему-то рассчитавают проекты с с помощью CST, а не с помощью справочника Вольмана.

[Redcrusader]

Redcrusader
Мне надоела эта дискуссия. Могу сказать, что те классики с которыми я знаком, которые в советские времена писали учебниким, почему-то рассчитавают проекты с с помощью CST, а не с помощью справочника Вольмана.

Потому-что они уже знают поправочные коэффициенты для CST относительно классики.
Я их еще не знаю.

А вот поля и диаграммы направленности антенн по классике "вручную" рассчитать очень трудно и трудоемко.
А в CST это показывается очень красиво и близко к правде. Кроме того, поля и ДН антенн всегда очень нечувствительные к разбросу, кроме очень острых ДН. Поэтому ошибка расчета в 3...5% тут роли не играет.

У меня задача рассчитать микрополосковую антенную решетку.
С диаграммой направленности, геометрией излучателей и шагом решетки CST показывает все отлично.
Далее, мне надо как можно точнее знать входное сопротивления единичного излучателя. С этим в CST сложнее из-за возможной ошибки расчета по эпсилон.
Потом, на этой же структуре надо проверить схему распределения мощности между излучателями. Здесь тоже ожидается ошибка анализа из-за эпсилон.

Отдельная задача для этой антенной решетки - рассчитать микрополосковую структуру на неоднородном диэлектрике (1 мм FR-4 и 1 мм воздуха).
Пока, в классике я не нашел расчета такой структуры. В классике везде диэлектрик однородный. CST с такой электродинамической задачей должно справиться в легкую, но здесь надо быть уверенным в точности расчета по CST.

[saab]

А CST и другие существуют всего ничего (менее 10 лет). И проверяют их в основном люди не знакомые с классикой и калькулятором.
Т.е. большинство "проверяльщиков" верят CST и др. на слово!

А вы буйный оказывается. Вам бы чакры прочистить шабером, с санитарами пообщаться ( толко не меестными )
Любопытно, почему в России ( а в Китае тем паче ) кроме топора
ничего не появилось. Ну не бывает такого на ровном месте, там софтов
целый выводок и плюс не одна кантора, хотя город один и профессор
ИМХО тоже один или два, ну да не важно.

[Filippov]

Если на второй конец полоска поставить еще один дискретный порт, то можно увидеть, что ксв этой структуры на частотах 2,4 ГГц равна 1,5. Что странно для такой простой структуры (также можно посмотреть, что ФЧХ равна 180 градусам на частоте 2,3ГГц). Если переделать эту структуру на волноводные порты, то ФЧХ равна 180 на праильной частоте. Думаю дискретный порт неправильно возбуждает полосок (почему - не знаю).

[Aner]

Еще в CST не забыть нужно, учесть гиппопеду нутации волноводного порта для точного результата.

[Redcrusader]

Если на второй конец полоска поставить еще один дискретный порт, то можно увидеть, что ксв этой структуры на частотах 2,4 ГГц равна 1,5. Что странно для такой простой структуры (также можно посмотреть, что ФЧХ равна 180 градусам на частоте 2,3ГГц). Если переделать эту структуру на волноводные порты, то ФЧХ равна 180 на праильной частоте. Думаю дискретный порт неправильно возбуждает полосок (почему - не знаю).

ФЧХ 180 градусов, потому что там электрическая длина L/2. Т.е. получается сдвиг на 180 градусов.
В том и задача - как правильно в CST возбудить микрополосок дискретным портом?
Если это возможно.
М.б. волноводный порт и правильно возбуждает полосок. Но тогда я не пойму зачем нужен в CST дискретный порт, если он работает там неправильно?!

Еще в CST не забыть нужно, учесть гиппопеду нутации волноводного порта для точного результата.

А можно сказать это же, но попроще.
Я что-то ничего не понял!
:-(

А вы буйный оказывается. Вам бы чакры прочистить шабером, с санитарами пообщаться ( толко не меестными )
Любопытно, почему в России ( а в Китае тем паче ) кроме топора
ничего не появилось. Ну не бывает такого на ровном месте, там софтов
целый выводок и плюс не одна кантора, хотя город один и профессор
ИМХО тоже один или два, ну да не важно.

Любая программа на ПК считает не как хочет (сказал) профессор, а как ее написали программисты!
Это же относится и к нам! Программа на ПК считает не так как мы хотим, а как мы сказали (написали) ее для ПК.
:-)

Сообщение отредактировал Redcrusader - May 2 2015, 02:40

[Grizzzly]

В том и задача - как правильно в CST возбудить микрополосок дискретным портом?
Если это возможно.
М.б. волноводный порт и правильно возбуждает полосок. Но тогда я не пойму зачем нужен в CST дискретный порт, если он работает там неправильно?!

И это уже обсуждается 4 страницы??? Дискретный порт нужен при моделировании ДН антенн (очень хорошо для печатных антенн и решеток). Точный расчет S-параметров производится при запитке волноводным портом. Об этом написано и справке в CST, и обсуждалось неоднократно на форуме.
Помню, как-то сравнивал результаты: для достаточно электрически тонких подложек различия между дискретным и волноводным портом незначительны, в остальных случаях различия, естественно, присутствуют.
И какую точность вы хотите получить? Перед изготовлением изделия надо же проводить анализ на разброс епсилон и учитывать это.

[saab]

(сказал) профессор, а как ее написали программисты!

а мне сказал профессор что программеры это не профессия,
да и программеры проффесорских званий не получают толко бабла немерено.
Нет там ни новизны, ни открытий а в профессорских алгоритмах
физике-математике ест. Вобще программер в деле, это примерно как баба за рулем.
Реакции очень спцфические ( иногда не предсказуемы ), куча багов и все такое.

[Redcrusader]

И это уже обсуждается 4 страницы???.....

Так долго обсуждаю, что пока не получил вразумительных ответов.
:-((
Предложил народу просчитать простейшую микрополосковую структуру и сказать о своих результатах.
Сравнить их с расчетами по классике.
Сделать выводы.
Пока, мне только советуют как подключить и использовать волноводный порт и "хают" классику. Говорят, что CST и др. считают лучше классики.
Похоже, что просчитали эту простейшую структуру, получили несовпадение результатов и решили, что виновата классика.
А полученное несовпадение расчетов включают в технологически разброс и разброс материалов.

С дискретным портом все стабильно, кроме значения эпсилон.
У меня не получается достаточно точно получить S-параметры с волноводным портом.
При небольшом изменение размеров волноводного порта (5...10%) я получаю разные значения S-параметров (примерно с тем же разбросом).
Да и эпсилон при расчете волноводным портом тоже не сходится с расчетом по классике.
:-((
При расчете четвертьволновых трансформаторов, их действие зависят от электрической длинны, которая зависит от эпсилон.
Вот, с эпсилон есть проблемы!!

Хочу получить точность относительно классики, хотя бы +/-1%. Или выяснить, есть ли поправочный коэффициент при расчете CST на эпсилон (замена исходного эпсилон типа 4,3 на 3,7...3,8). Что пока у меня получается для приближения к классике.
Это будет первый поправочный коэффициент.
И уже потом считать разброс параметров материала.
Различия расчета и реального устройства дадут второй поправочный коэффициент.

Сообщение отредактировал Redcrusader - May 2 2015, 14:59

[saab]

А казачек таа засланый
Он таким образом разведывает нашенские секреты.
Абсолютно релевантно, меньше 4.2 @ 6GHz не опускался при расчетах.
Тут требуется не мало времени и ресурсов, что бы это выяснить однако.

[Grizzzly]

Пока, мне только советуют как подключить и использовать волноводный порт и "хают" классику.

Посмотрите примеры в папке Examples\MWS\Transient\S-Parameters\Microstrip и увидите, что там везде питают волноводным портом.

UPD.: Пример расчета МПЛ: http://mwave.ee.cuhk.edu.hk/files/CST_Lab_...ostrip_Line.pdf

Сообщение отредактировал Grizzzly - May 2 2015, 18:27

[Redcrusader]

Посмотрите примеры в папке Examples\MWS\Transient\S-Parameters\Microstrip и увидите, что там везде питают волноводным портом.

Смотрел я все эти примеры и считал их.
Проблема в том, если вы немного измените размеры волноводного порта, то получите немного другие результаты (S-матрицу).
Для волноводных структур все ясно. Там размеры волноводного порта определяются размерами волновода (не больше и не меньше).
Для микрополосковых структур можно менять размеры волноводного порта и получать различные S-матрицы, что меня не устраивает.

Товарищи, неужели вам так трудно провести расчет простой микрополосковой структуры. Отрезок микрополосковой линии длинной L/2 (ХХ) или L/4 (КЗ) и выложить на форуме проект?! Желательно с дискретным портом.
Я посмотрю и сам сделаю для себя выводы.

Абсолютно релевантно, меньше 4.2 @ 6GHz не опускался при расчетах.
Тут требуется не мало времени и ресурсов, что бы это выяснить однако.

Да, я этим регулярно занимаюсь уже два месяца. С различными вариациями частот, длин, толщин, мешов, солверов и т.д.
Получаю примерно один и тот же результат по "смешению" сходного эпсилон.
Но мои результаты могут быть субъективными.
Для объективности (статистики) нужны другие независимые результаты.


Сообщение отредактировал Redcrusader - May 3 2015, 01:24

[Grizzzly]

Товарищи, неужели вам так трудно провести расчет простой микрополосковой структуры. Отрезок микрополосковой линии длинной L/2 (ХХ) или L/4 (КЗ) и выложить на форуме проект?! Желательно с дискретным портом.
Я посмотрю и сам сделаю для себя выводы.

Сейчас, к сожалению, нет возможности промоделировать в CST. Посмотрел архивы, нашел 2 файла по портам.
В этом  ports.pdf ( 1.21 мегабайт ) Кол-во скачиваний: 633
сравниваются размеры портов (стр. 27). Странно, что у вас различия, с увеличением его размеров результат сходится к определенной величине.
А здесь говорится про различия волноводных и дискретных портов:  Training_CST_1.pdf ( 2 мегабайт ) Кол-во скачиваний: 3656

Может быть, это как-то поможет.

UPD.: Еще вот тут параграф Modeling the Reality (много комментариев по дискретным портам и их влиянии на моделирование): A practical guide to 3-D simulation. Weiland, T. ; Inst. fur Theor., Elektromagn. Felder Schlofgartenstr, Univ. Darmstadt, Darmstadt ; Timm, M. ; Munteanu, I. Microwave Magazine, IEEE. Файл больше 5 Мб, его сюда не приложить.

Еще подумал, что с моделированием ХХ и КЗ действительно могут быть проблемы. Во всех примерах, что я видел, ставят согласованную нагрузку (либо порт, выполняющий её роль).

Сообщение отредактировал Grizzzly - May 3 2015, 05:58

[l1l1l1]

А казачек таа засланый
Он таким образом разведывает нашенские секреты.
...

нет, он не разведывает секреты, он количество постов набирает.
не так давно я сам одному хорошему человеку совет давал, как 50 постов быстро набрать:
найти в какой-нибудь программе тонкое место, открыть тему и развернуть дискуссию.

[saab]

нет, он не разведывает секреты, он количество постов набирает.
не так давно я сам одному хорошему человеку совет давал, как 50 постов быстро набрать:
найти в какой-нибудь программе тонкое место, открыть тему и развернуть дискуссию.

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

[Redcrusader]

Сейчас, к сожалению, нет возможности промоделировать в CST. Посмотрел архивы, нашел 2 файла по портам...

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.

[Grizzzly]

Непонятно почему в CST есть проблемы моделирования линий с ХХ и КЗ.

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

Ведь, те же фильтры на встречных стержнях состоят из подобных линий.
А как я понял, что у народа нормально получается рассчитывать такие фильтры.

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

[Redcrusader]

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

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!!!

[Grizzzly]

Нагрузок short и open в CST не нашел.

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.

Оконечные нагрузки ставил только 50...100 Ом. Считал получившееся входное сопротивление на порту через четвертьволновый трансформатор.

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

[tsww]

"Утолщение" линии на конце на 3 мм равнозначно удлинению линии на 3 мм (общая длина 34 мм => 10%), поэтому вы и получили уменьшение частоты резонанса с 2302 до 2259.
Только удлинение линии получается непропорционально, т.к. дополнительные 3 мм находятся не на подложке, а как-то в воздухе.
Уход резонанса 1,9%.
"Утоншение" последних двух мм до 0,01 мм немного меняет геометрические параметры линии, и отсюда меняет значение эпсилон эффективное для этой линии. Получается небольшое изменение коэффициента укорочения линии. Резонансы 2302 и 2310 различаются на 0,34%.

Емкостный эффект там не причем! Не связывайте так сильно излучение с емкостным эффектом.
Емкостный эффект (укорочение линии относительно длины волны) будет сильно проявляться при очень толстых или широких диполях.
Для микрополосковых структур это все хорошо просчитывает по классике через эпсилон эффективное.

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.

[Redcrusader]

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.

[Redcrusader]

...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.

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.

[tsww]

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.

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.

[Grizzzly]

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.

[Redcrusader]

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.

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.

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.

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"?

[tsww]

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.

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.

[Redcrusader]

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.

[Grizzzly]

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%).

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

[Redcrusader]

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?

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.

[tsww]

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.

Вам уже несколько раз несколько участников дискуссии на это указывали.
Дискретный порт подводит энергию к полоску в одной точке. Как далее из точки эта энергия распространяется? Ваш полосок имеет ширину и в первом приближении путь тока увеличивается на половину ширины. Вам указывали неоднократно на волноводный порт, но и его применение имеет свои особенности. Вы то как собираетесь подвести энергию?
Выбор граничных условий это отдельная "песня". Результат зависит и от типа г.у.(открытые....) и от размера "ящика". У вас то что за условия?
Ваша 50-омная линия разомкнута на конце и излучает и это излучение влияет на входной импеданс. Если вы выполните 600-омную или 6-омную, что будет с излучением?
В так называемой классике подобные вещи не учитываются. Ко входу линии энергия подводиться "волшебным" способом, что там снаружи линии не учитывается, а сама линия предполагается для передачи энергии без излучения. Вот поэтому простейшая линия из "классики", в CST "превращается" в не совсем простейшую модель.

[Redcrusader]

Вам уже несколько раз несколько участников дискуссии на это указывали.
Дискретный порт подводит энергию к полоску в одной точке. Как далее из точки эта энергия распространяется? Ваш полосок имеет ширину и в первом приближении путь тока увеличивается на половину ширины. Вам указывали неоднократно на волноводный порт, но и его применение имеет свои особенности. Вы то как собираетесь подвести энергию?
Выбор граничных условий это отдельная "песня". Результат зависит и от типа г.у.(открытые....) и от размера "ящика". У вас то что за условия?
Ваша 50-омная линия разомкнута на конце и излучает и это излучение влияет на входной импеданс. Если вы выполните 600-омную или 6-омную, что будет с излучением?
В так называемой классике подобные вещи не учитываются. Ко входу линии энергия подводиться "волшебным" способом, что там снаружи линии не учитывается, а сама линия предполагается для передачи энергии без излучения. Вот поэтому простейшая линия из "классики", в CST "превращается" в не совсем простейшую модель.

Пробовал и с волноводным портом. Учел все особенности его применение. Спасибо, подкинули документ по волноводному порту (не хелп CST!!).
Граничные условия. Менял размеры ящика и основания полоска. CST выдает практически одни и те же результаты. Конечно же, не уменьшал размеры до предела на которые указывает классика, а только увеличивал.
Делал линию 100...120 Ом. Линии 600 и 6 Ом не делал, т.к. это не совсем реальные сопротивления и классика не гарантирует там точные результаты.
Классика уже учла "волшебный" способ подвода энергии своими многочисленными экспериментальными данными.
Везде результат один - ошибка 3...5%, пока не изменишь значение эпсилон для расчета.

[tsww]

Пробовал и с волноводным портом. Учел все особенности его применение. Спасибо, подкинули документ по волноводному порту (не хелп CST!!).
Граничные условия. Менял размеры ящика и основания полоска. CST выдает практически одни и те же результаты. Конечно же, не уменьшал размеры до предела на которые указывает классика, а только увеличивал.
Делал линию 100...120 Ом. Линии 600 и 6 Ом не делал, т.к. это не совсем реальные сопротивления и классика не гарантирует там точные результаты.
Классика уже учла "волшебный" способ подвода энергии своими многочисленными экспериментальными данными.
Везде результат один - ошибка 3...5%, пока не изменишь значение эпсилон для расчета.

В который раз подряд - установите волноводный порт, граничные условия аналогичные "классическому" расчету, согласованную нагрузку в виде волноводного порта . Определите фазовую длину линии и ее отличие от "классики". После этого можно говорить о эпсилон.

[tduty5]

на самом деле это очень серьезно ... но если есть результаты, плдтвержденные экспериментом, - это совсем другое дело. пожалуйста, выложите проект какого-нибудь фильтра с результатами измерений

Наконец-то нашел подходящий проект.
Фильтр режекторный на 9.1 ГГц, рассчитан по Н.Lancaster "Microstrip Filters for RF-Microwave Applications", 2001, с. 176. Найдены эквив. эпс. для отдельных полосков с учетом ширин и для связанных линий, (Ганстон, TxLine), рассчитаны длины отрезков и период структуры. Всё это на 9,1 ГГц, эпс=10, 1 мм (ФЛАН)

Посчитал в Студии, ерунда какая-то, частота слишком низко. Уменьшил период, укоротил отрезки, расчетный резонанс на 9.1 ГГц (См. на рис).
Изготовил, а по измерениям частота - 9,8 ГГц. ФЛАН рабочий, промерял ранее специально эл. длину отрезка за вычетом разъемов на векторнике, проницаемость 10. Выкинул макет в помойку, изготовил новый по начальным расчетам из теории, частота совпала (9,15 ГГц). Стал в Студии подбирать эпс, чтобы совместить с измерениями, на эпс=8.5 это удалось. С тех пор еще в нескольких проектах приходилось корректировать проницаемость материала в сторону уменьшения. Причем и на ФЛАНах (5-10-16), и Ro4003. С чем это связано - я не знаю.
Проект прилагаю. Если есть возможность, пересчитайте в честной студии.
Также привел *.dxf рисунка ПП, если есть возможность, посчитайте в HFSS. Сравним.
 filter_mws.zip ( 1.19 мегабайт ) Кол-во скачиваний: 39
 filter_dxf.zip ( 15.41 килобайт ) Кол-во скачиваний: 34

[Grizzzly]

Наконец-то нашел подходящий проект.

Вот это уже очень серьезно. Не помните, какая версия CST была? Устанавливались ли какие-нибудь SP? Может, это баг какой-то конкретной версии. Если же нет, надо разбираться, а то хрень какая-то.

[tduty5]

2012SP8, нон лиц, есс-но.

При расчете антенн, в большей степени широкополосных и СШП, без диэлектриков (максимум - коаксиал или поддержка какая), измерения изумительно сходятся с расчетами.

[Grizzzly]

2012SP8, нон лиц, есс-но.

Спасибо.
Чуть больше половины рассчиталось. У меня сейчас 2012 вообще без SP. Для интереса всё-таки закончу, хотя понятно, что будет то же самое. Подождем кого-нибудь с последними версиями, может, у кого-то даже лицензия есть. Посмотрим, что выйдет.

UPD.: Да, такой же результат, как у вас, ожидаемо. Ждем других вариантов и, надеюсь, в HFSS тоже.

UPD2.: А какой решатель использовался: во временной или в частотной области? Я по привычке во временной рассчитал, антенны приходилось им считать. В справке CST рекомендуют для фильтров F-solver использовать.

Сообщение отредактировал Grizzzly - May 6 2015, 20:35

[saab]

Спасибо.
Чуть больше половины рассчиталось. У меня сейчас 2012 вообще без SP. Для интереса всё-таки закончу, хотя понятно, что будет то же самое. Подождем кого-нибудь с последними версиями, может, у кого-то даже лицензия есть. Посмотрим, что выйдет.

UPD.: Да, такой же результат, как у вас, ожидаемо. Ждем других вариантов и, надеюсь, в HFSS тоже.

UPD2.: А какой решатель использовался: во временной или в частотной области? Я по привычке во временной рассчитал, антенны приходилось им считать. В справке CST рекомендуют для фильтров F-solver использовать.

Mдя ребятки бурбуляторы. Пузыри пускаете, когда космические корабли бороздят...
А собственно там рекомендуют не только вышеперечисленное а прежде всего подходящий комп, ядер на 8-16, опять же ГПУ ускорители, оперативки Гиг 60 и много разных других приятных мелочей. Вот на картинке мои кольца на 5Гиг FR4. Давно было.
Считал черт знает чем и чем ни поподя. Надо отметить что наблюдаемые на картинке VIAS ыы нифига не работают, на данных частотах.
Так шта сыыр, улыбайтесь вас снимают, для явно не благородного дела. Ох уж эти оплеры, ни дома нигде нет покоя.

Эскизы прикрепленных изображений

 

[Redcrusader]

2012SP8, нон лиц, есс-но.

При расчете антенн, в большей степени широкополосных и СШП, без диэлектриков (максимум - коаксиал или поддержка какая), измерения изумительно сходятся с расчетами.

Поэтому и сходится, потому что без диэлектриков!! При эпсилон =1 все может сходится замечательно.
Я про антенны ничего не писал (диполь, штырь и т.д.).
Меня "волнует" расчет микрополосковых структур на диэлектрике.

[saab]

Поэтому и сходится, потому что без диэлектриков!! При эпсилон =1 все может сходится замечательно.
Я про антенны ничего не писал (диполь, штырь и т.д.).
Меня "волнует" расчет микрополосковых структур на диэлектрике.

все еще волнует

[Grizzzly]

А собственно там рекомендуют не только вышеперечисленное а прежде всего подходящий комп, ядер на 8-16, опять же ГПУ ускорители, оперативки Гиг 60 и много разных других приятных мелочей.

Это здесь вообще ни при чем. Речь шла о выборе соответствующего математического аппарата (T- или S-solver) для решения конкретной задачи, определяющего вид базисных функций и способ решения.

[saab]

Это здесь вообще ни при чем. Речь шла о выборе соответствующего математического аппарата (T- или S-solver) для решения конкретной задачи, определяющего вид базисных функций и способ решения.

Интересно пляшут дефки вобще то frequency domain solver, правда как у кого
второй или первый по актуальности, узкорезонансных цепей.
Толко америку не открывайте, однако.

[Grizzzly]

Промоделировал frequency domain solver, получились аналогичные результаты.

[saab]

Промоделировал frequency domain solver, получились аналогичные результаты.

там туча установок, по поводу которых, мало кто бэз семинаров вкурсе чего либо.Попробуй рассказать все это немчуре, ты ему продлишь жизнь на пару недель, ржачка будет надолго.

[Redcrusader]

saab, если вы такой умный, то попробуйте сами промоделировать простую структуру, которая легко считается в классике.
А потом выложите проект.
Поучите нас как надо работать с CST!

Сообщение отредактировал Redcrusader - May 8 2015, 00:47

[l1l1l1]

Промоделировал frequency domain solver, получились аналогичные результаты.

промоделировал TD и FD с учетом толщины металлизации и с включением рефайнмента, результаты получились несколько другие, с помощью HFSS - то же:

сдвиг по частоте уменьшился, но остался.

в свое время, в начале 90-х мы от флана полностью отказались, из-за несоответствия его эпсилон заявленому значению у нового производителя.
как сейчас с ним обстоит дело - не знаю.

[saab]

saab, если вы такой умный, то попробуйте сами промоделировать простую структуру, которая легко считается в классике.
А потом выложите проект.
Поучите нас как надо работать с CST!

непременно в следующей жизни

[l1l1l1]

saab, если вы такой умный, то попробуйте сами промоделировать простую структуру, которая легко считается в классике.
А потом выложите проект.
Поучите нас как надо работать с CST!

Redcrusader, вы более сотни раз в этой ветке повторили слово "классика", но вы ее не знаете,
вы ее просто не дочитали до нужного места?
вот у уважаемого всеми нами Вольмана:

поскольку излучение (потери) действительно мало, нас в основном интересует краевая емкость,
определяющая эффективное удлинение отрезка линии.

формулы здесь у Вольмана невообразимые, но в другом классическом прозведении,
Antenna Theory, Analysis and Design, - Constantine A. Balanis, - 2nd ed., 1997
которое тоже вам рекомендовали к прочтению, есть очень удобная формула Hammerstad'a (14.2),


не воспользоваться которой в своих расчетах современному разработчику просто стыдно.
обратите внимание на рисунок 14.7, он соответствует вашей модели с дискретным портом -
удлинение надо учесть на обоих концах отрезка.
и результаты у вас получатся "несколько" другие.

[Grizzzly]

промоделировал TD и FD с учетом толщины металлизации и с включением рефайнмента, результаты получились несколько другие, с помощью HFSS - то же:

Спасибо огромное! Шикарно, что вы и в HFSS промоделировали. Теперь всё наглядно и понятно.

[Redcrusader]

Redcrusader, вы более сотни раз в этой ветке повторили слово "классика", но вы ее не знаете,
вы ее просто не дочитали до нужного места?
вот у уважаемого всеми нами Вольмана:....

Это изменение длины линии уже обсуждалось. Я считаю его незначительным.
Возьмите калькулятор и посчитайте!
Укорочение (краевая емкость укорачивает линию, а не удлиняет) будет примерно 0,2 мм. Длина линии 34 мм.
Итого: это укорочение дает неточность 0,59%.
А расчет в CST дает удлинение (частота ниже) линии в пределах 3...5%.

Сообщение отредактировал Redcrusader - May 8 2015, 08:33

[Grizzzly]

Итого: это укорочение дает неточность 0,59%.
А расчет в CST дает удлинение (частота ниже) линии в пределах 3...5%.

По сравнению с чем? Что для вас является эталоном? Все эти формулы (как у Вольмана, так и у Баланиса) являются приближенными и действуют в рамках определенных моделей. Естественно, компьютерное моделирование тоже неидеально, существует какая-то ошибка. Поэтому в жизни приходится что-то подпиливать и подрезать после изготовления. А добиваться какой-то абстрактной теоретической точности - довольно странно.

[l1l1l1]

Это изменение длины линии уже обсуждалось. Я считаю его незначительным.
Возьмите калькулятор и посчитайте!
Укорочение (краевая емкость укорачивает линию, а не удлиняет) будет примерно 0,2 мм. Длина линии 34 мм.
Итого: это укорочение дает неточность 0,59%.
А расчет в CST дает удлинение (частота ниже) линии в пределах 3...5%.

как я и ожидал, ваш ответ не только не содержит никакого конструктива, но и является нагромождением новых ошибок.
ошибки в каждой фразе!
1) обсуждения не было, ни одной количественной оценки не было сделано. считать вы не умеете.
2) я это давно сделал (за вас), а вы повторяете раз за разом одно и то же, не произведя никаких новых расчетов.
признайтесь, что и результаты, представленные вами в первом сообщении, получены не вами.
3) краевая емкость вызывает эффективное удлинение отрезка. физически он остается прежним, а электрически удлиняется, резонансная частота оказывается меньше. вы хоть картинки посмотрели?
откуда взялись эти 0.2 мм? из таблицы Вольмана? - там другая подложка и другая линия.
4) вы забыли удвоить ваш неправильный результат, это надо сделать потому, что у вас удлиняются оба конца отрезка (дискретный порт).
5) не "а расчет CST", а "и расчет CST".
и вы не должны сравнивать результаты TxLine, где не учитываются краевые емкости, с результатами CST.

теперь собственно расчет.
для начала произведем учет толщины проводника (0,035 мм), используем формулу 2.68 на стр. 60 книги Вольмана.
W'/h = W/h + t/h[1 + ln(2h/t)]/pi, где pi=3.14159265, или
W' - W = t[1 + ln(2h/t)]/pi .
поскольку правая часть не зависит от w, то же уравнение можно применить к длине L.
t[1 + ln(2h/t)]/pi = 0.035*[1 + ln(3.0/0.035)]/3.14159 = 0.035*[1 + 4.451]/3.14159 = 0.0607
таким образом W' = 2.561, L' = 34.061.
теперь определим эпсилон эффективное по формуле 14-1 из книги Баланиса
Ereff = (4.3 + 1)/2 + (4.3 - 1)/[2*sqrt(1 + 12*1.5/2.561)] = 2.65 + 1.65/sqrt(8.029) = 2.65 + 0.5823 = 3.232
эффективное удлинение линии определим по формуле 14-2 из книги Баланиса
dL/1.5 = 0.412*[(3.232 + 0.3)*(2.561/1.5 + 0.264)]/[(3.232 - 0.258)*(2.561/1.5 + 0.8)] =
= 0.412*[3.532*(1.707 + 0.264)]/[2.974*(1.707 + 0.8)] = 0.412*3.532*1.971/(2.974*2.507) = 0.385
таким образом, эффективная длина отрезка
Leff = L' + 2*dL = 34.061 + 2*0.385*1.5 = 35.216
определим теперь резонансную частоту
Fr = c/[2*Leff*sqrt(Ereff)] = 150/[35.216*sqrt(3.232)] = 2.369 (ГГц)
это по классике.
а по CST у вас получилось 2,350 ?
разница 0,81%.

[Redcrusader]

как я и ожидал, ваш ответ не только не содержит никакого конструктива, но и является нагромождением новых ошибок.
ошибки в каждой фразе!
1) обсуждения не было, ни одной количественной оценки не было сделано. считать вы не умеете.
2) я это давно сделал (за вас), а вы повторяете раз за разом одно и то же, не произведя никаких новых расчетов.
признайтесь, что и результаты, представленные вами в первом сообщении, получены не вами.
3) краевая емкость вызывает эффективное удлинение отрезка. физически он остается прежним, а электрически удлиняется, резонансная частота оказывается меньше. вы хоть картинки посмотрели?
откуда взялись эти 0.2 мм? из таблицы Вольмана? - там другая подложка и другая линия.
4) вы забыли удвоить ваш неправильный результат, это надо сделать потому, что у вас удлиняются оба конца отрезка (дискретный порт).
5) не "а расчет CST", а "и расчет CST".
и вы не должны сравнивать результаты TxLine, где не учитываются краевые емкости, с результатами CST.
..........

1) я не виноват, что идет только обсуждение без представления количественных оценок с другой стороны.
2) я привык лично сам делать расчеты и проверять их по разным источникам.
3) да, но это изменение резонансной частоты незначительный, он более незначительный, чем меньше ширина отрезка (проверялось и для отрезков шириной 0,5 мм).
4) удваивать результат не надо, т.к. я проверял и с волноводным портом. Почти тот же результат, что и для дискретного порта. Различия в десятых долях процентов.
5) результаты нужно сравнивать со всем чем можно! Не надо слепо верить одному результату из CST.

Ваши расчеты из книги Баланиса похожи на "школьно-студенческое" желание подогнать результат.
Баланис рассматривает патч-элемент. Это отрезок линии с большим отношением w/h.
Его формулы тоже эмпирические, поэтому они работают только при определенных отношениях w/h. Я беру Вольмана, потому его эмпирические формулы для моего отношения w/h.
Из-за большой ширины полоска берется удвоение удлинения. Что поделаешь, это патч-элемент! В моем случае удлинение может быть только с одного конца.
Кроме того, я делал расчеты для четверть волнового трансформатора, где нагрузки (порты) были с обоих концов. Результат так же меня не радовал.

По поводу приведенных другими цифр и расчетов.
Пока только tduty5 предоставил анализ и результат.
Как я понял, у него получается при расчете фильтра.
Расчет по классике 9,15 ГГц. Расчет по CST 9,8 ГГц. Эксперимент около 9,15 ГГц (примерно).
Ошибка CST и эксперимент примерно 7%. Конечно это суммарная ошибка расчет+эксперимент+материал.
Лично Вы выложили результаты расчета:
По вашим расчетам (2...3 разных расчетов) фильтр получился на частоте около 9,4...9,45 ГГц. Классика 9,15 ГГц.
Ошибка около 2,7...3%. Причем в ту сторону куда я и указываю из-за "неправильности" значения эпсилона взятого для расчета.

Ошибку примерно в 3% я получал при "очень больших" установок меша для расчета в TD и FD.
При умеренно низких мешах я получал ошибку 4...5%.
Вопрос, стоит ли увеличивать время расчета в десятки раз (и мощность ПК), чтобы получить результат точнее на 1...2%?
Вроде, проще скорректировать начальное значение эпсилон и получить результат близкий к классике.
Конечно, возможно, что этот коэффициент коррекции будет работать только для определенных моделей (микрополосоковые структуры с определенным отношением w/h и т.д.). Для очень толстых структур или очень широких полосков возможно, что CST будет считать точнее классики.
Поэтому отсюда может "вытечь" другая тема - "Точность расчетов в CST различных структур".
Думаю, что лучше обобщить расчетно-экспериментальные результаты различных людей, чем пользоваться только своими расчетно-экспериментальными данными. Как понимаете, личные данные могут быть сильно субъективными.

[Grizzzly]

Из-за большой ширины полоска берется удвоение удлинения. Что поделаешь, это патч-элемент! В моем случае удлинение может быть только с одного конца.

У вас порт дискретный, поэтому с его стороны излучение тоже будет, поэтому и удлинение имеет место. Тогда по вашей логике, если полосок узкий, то вообще ни с какой стороны удлинения не будет.

Пока только tduty5 предоставил анализ и результат.
По вашим расчетам (2...3 разных расчетов) фильтр получился на частоте около 9,4...9,45 ГГц. Классика 9,15 ГГц.
Ошибка около 2,7...3%. Причем в ту сторону куда я и указываю из-за "неправильности" значения эпсилона взятого для расчета.

Расчет CST совпал с HFSS, они считают абсолютно разыми методами (FIT и FEM соответственно). Какие еще могут быть вопросы? У меня сначала были не все нужные настройки выбраны, но после моделирования, проведенного l1l1l1, и его комментариев я убедился в корректности работы пакетов.

Сообщение отредактировал Grizzzly - May 9 2015, 05:51

[Redcrusader]

У вас порт дискретный, поэтому с его стороны излучение тоже будет, поэтому и удлинение имеет место. Тогда по вашей логике, если полосок узкий, то вообще ни с какой стороны удлинения не будет.


Расчет CST совпал с HFSS, они считают абсолютно разыми методами (FIT и FEM соответственно). Какие еще могут быть вопросы? У меня сначала были не все нужные настройки выбраны, но после моделирования, проведенного l1l1l1, и его комментариев я убедился в корректности работы пакетов.

Я проверял с волноводным портом. И с двумя волноводным портами на обоих концах (четвертьволновый трансформатор).

Все пакеты работают примерно одинаково, поэтому следует ожидать, что ошибка при расчете микрополосковых структур у них будет одинакова.
При этом, они будут выдавать примерно одинаковые результаты.

Точнее про вычисления.
Для нашей Frez вычисляем L с учетом Eeff. Чтобы получить нашу Frez, надо физически удлинить L на 2dL.
Т.е. при увеличенной Leff программы CST и др. должны показать частоту Frez.
l1l1l1 вычислил Leff, и исходя из этой длины вычислил "резонансную частоту".
"...определим теперь резонансную частоту
Fr = c/[2*Leff*sqrt(Ereff)] = 150/[35.216*sqrt(3.232)] = 2.369 (ГГц)
это по классике.
а по CST у вас получилось 2,350?"
Но, CST должна показать именно Frez (см. выше), которая будет выше "резонансной частоты", а не частоту которую вычислил l1l1l1 для физической длины отрезка. Т.е. физическое удлинение отрезка "работает" в другую сторону, чем пытается показать l1l1l1.
Или я где-то ошибаюсь?

Предлагаю посмотреть посмотреть вложенный файл.
Там, как раз используются формулы из Баланиса.
Так же там приведены расчеты при разных установках меша и т.д.
Приведены зависимости вычисленного усиления от меша.
Но, к сожалению, не приводится значений получившихся импедансов при разных мешах. :-(
Если, кто-то считал антенны, то он знает, что расчет входного импеданса гораздо важнее. Т.к. он необходим для дальнейшего согласование с сопротивлением тракта. А усиление антенны не имеет такого большого значения, да и установки для расчета не сильно влияют на разброс значения усиления.
Приведенные значения S11 "скачут" так сильно, что сложно говорить о расбросе импеданса.

Прикрепленные файлы

 _______path________._____________________________.pdf ( 1.21 мегабайт ) Кол-во скачиваний: 30