Оптимизация антенны TDMB диапазона в HFSS Опции

[LetEatBee]

Добрый день. Пишу здесь по совету одногруппницы, ей помогли с волноводным фильтром.
Есть печатная антенна - монополь, в виде фрактала первого уровня (Y), структура снизу вверх: земля, 0.2 мм лавсана (диэл проницаемость 3), квадратная спираль,на краю порт,в центре перемычка наверх, 1,5 мм материала с диэл проницаемостью 1.1,такойже слой лавсана,от центра мендр расходится в 2 стороны,размер всей антенны 2*4см. Толщины проводников 0,5мм. Мне удалось подобрать количество витков спирали и периодов меандра так,чтобы на нужной частоте 195 МГц получить уменьшения коэф отражения,но самый минимум это -2Дб, а надо -10. Пытаюсь менять зазоры, но не могу понять динамики, то хуже, то лучше, совсем в разнобой. Подскажите, что можно сделать?

[__Sergey_]

Картинку дайте хотябы от руки - из описания не понять ничего.
Где там граундплейн и какой.

[uve]

Добрый день. Пишу здесь по совету одногруппницы, ей помогли с волноводным фильтром.
Есть печатная антенна - монополь, в виде фрактала первого уровня (Y), структура снизу вверх: земля, 0.2 мм лавсана (диэл проницаемость 3), квадратная спираль,на краю порт,в центре перемычка наверх, 1,5 мм материала с диэл проницаемостью 1.1,такойже слой лавсана,от центра мендр расходится в 2 стороны,размер всей антенны 2*4см. Толщины проводников 0,5мм. Мне удалось подобрать количество витков спирали и периодов меандра так,чтобы на нужной частоте 195 МГц получить уменьшения коэф отражения,но самый минимум это -2Дб, а надо -10. Пытаюсь менять зазоры, но не могу понять динамики, то хуже, то лучше, совсем в разнобой. Подскажите, что можно сделать?

50 Ом входного импеданса имеет диполь длиной около 750 мм, а Вы хотите приблизиться к этому значению свитым в катушку прямоугольной формы проводником с габаритом 2*4 см. Думаю, стоит подумать о схеме трансформации низкого импеданса в 50 Ом.

[Aner]

диэл проницаемость можно менять или нет?

[LetEatBee]

диэл проницаемость можно менять или нет?

ничего нельзя менять,кроме длин проводников

50 Ом входного импеданса имеет диполь длиной около 750 мм, а Вы хотите приблизиться к этому значению свитым в катушку прямоугольной формы проводником с габаритом 2*4 см. Думаю, стоит подумать о схеме трансформации низкого импеданса в 50 Ом.

Не знаю как получилось,тут 2 темы сразу. Вот фото и файлы.

Картинку дайте хотябы от руки - из описания не понять ничего.
Где там граундплейн и какой.

Прикрепил выше. Извините,почему-то 2 темы стало.

Смысл в том,что это курсовик,ничего пределывать нельзя,просто поковыряв длины получить -10 Дб на 195 МГц

Сообщение отредактировал LetEatBee - Dec 19 2014, 19:42

Эскизы прикрепленных изображений

 

Прикрепленные файлы

 bikineev_kurs6.zip ( 83.04 килобайт ) Кол-во скачиваний: 19

 

[EVS]

Добрый день.

И вам здравствуйте .

Подскажите, что можно сделать?

Честно? Застрелиться.
По Чу-Вилеру при вашем ka=0.09 получаем максимальную полосу не более 150kHz. Рассчитать готовую антенну с отн.полосой меньше 0.001 с помощью HFSS, в принципе, возможно. Но разработать и оптимизировать за разумное время на разумном компьютере практически нереально. Я бы, например, не взялся.

[LetEatBee]

И вам здравствуйте .

Честно? Застрелиться.
По Чу-Вилеру при вашем ka=0.09 получаем максимальную полосу не более 150kHz. Рассчитать готовую антенну с отн.полосой меньше 0.001 с помощью HFSS, в принципе, возможно. Но разработать и оптимизировать за разумное время на разумном компьютере практически нереально. Я бы, например, не взялся.

Самая проблема в том, что препод сделал и запатентовал, поэтому возражений не принимает.

[Ya. Kolmakov]

А может там где то есть маааленький резистор на 50ом на конце линии? Ведь про коэф. усиления речи нет.

[LetEatBee]

А может там где то есть маааленький резистор на 50ом на конце линии? Ведь про коэф. усиления речи нет.

Диаграммы направленности тоже будут рассматриваться,я уже думал об этом. Думал и порт на 3 ома сделать,но графики тоже не изменятся

[uve]

Диаграммы направленности тоже будут рассматриваться,я уже думал об этом. Думал и порт на 3 ома сделать,но графики тоже не изменятся

Посчитал я Вашу антенну, по Ксв для 50 Ом полоса частот по уровню 1.5 около 3 МГц. Правда усиление смешное получается.

[HFSS]

Посчитал я Вашу антенну, по Ксв для 50 Ом полоса частот по уровню 1.5 около 3 МГц. Правда усиление смешное получается.

Какие машинные ресурсы использовали?

[uve]

Какие машинные ресурсы использовали?

intel Core i7-3770K, 32 Gb RAM

[HFSS]

intel Core i7-3770K, 32 Gb RAM

что то быстро как то
а если число проходов увеличить и дельта S уменьшить и пересчитать результат не изменится?
задача то не лёгкая совсем...

[uve]

что то быстро как то
а если число проходов увеличить и дельта S уменьшить и пересчитать результат не изменится?
задача то не лёгкая совсем...

Уменьшил дельту S до 0.01 и базу меширования с 2 мм до 1 мм. Количество проходов уменьшилось, а вот время расчёта выросло до 3 часов.
Результат принципиально не изменился - входной импеданс на пару %

[LetEatBee]

Уменьшил дельту S до 0.01 и базу меширования с 2 мм до 1 мм. Количество проходов уменьшилось, а вот время расчёта выросло до 3 часов.
Результат принципиально не изменился - входной импеданс на пару %

Сегодня разрешили менять все размеры,главное чтоб на первом последовательном резонансе работало (тот который с малым активным сопротивлением, я их всегда путаю). Пока никаких успехов.
Прикрепил доделанную модель.

Кстати начал сразу варьировать шириной дорожек и тлщиной диэлектрика, но пока выше 5 ом на резонансе не поднять.


Я вообще не верю в физическую реализуемость такой антенны. При таких габаритах допуски должны быть невероятно малы.

Сообщение отредактировал LetEatBee - Dec 23 2014, 19:04

Прикрепленные файлы

 bikineev_kurs4.zip ( 71.88 килобайт ) Кол-во скачиваний: 18

 

[HFSS]

Уменьшил дельту S до 0.01 и базу меширования с 2 мм до 1 мм. Количество проходов уменьшилось, а вот время расчёта выросло до 3 часов.
Результат принципиально не изменился - входной импеданс на пару %

Есть сомнения. Если не сложно выложите проекты с разными настройками.

[uve]

Есть сомнения. Если не сложно выложите проекты с разными настройками.

Проект в посте 5. Я только изменил меширование и последовательно в порт установил емкость 4.2 пФ, чтобы скомпенсировать реактивность на частоте, где Re=50 Ом( 222 МГц). Свипирование установил дискретное.

Сообщение отредактировал uve - Dec 24 2014, 09:39

[LetEatBee]

Проект в посте 5. Я только изменил меширование и последовательно в порт установил емкость 4.2 пФ, чтобы скомпенсировать реактивность на частоте, где Re=50 Ом( 222 МГц). Свипирование установил дискретное.

Так я ничего не смог сделать. Показал сегодня преподу - сказала приносить на защиту что есть, а вообще есть готовые рабочие антенны, сделанные таким образом. До утра буду ковырять, отнесу что есть. Всем спасибо за помощь.

[EVS]

Фундаментальный предел усиления антенны с ka=0.09 около -7dB. То, что в проекте, имеет около -40.
Кусок прямой согласованной неэкранированной МПЛ на плате сравнимых размеров на этой частоте будет иметь сравнимое усиление только за счет потерь на излучение при практически идеальном согласовании от DC до десятков гиг. А если линию сделать покривее, то и еще лучше.
Причины столь старательно маяться дурью, просто согласовывая это или увеличивая "базу меширования" (ну откуда этот жаргон?) от меня ускользают...

[LetEatBee]

Фундаментальный предел усиления антенны с ka=0.09 около -7dB. То, что в проекте, имеет около -40.
Кусок прямой согласованной неэкранированной МПЛ на плате сравнимых размеров на этой частоте будет иметь сравнимое усиление только за счет потерь на излучение при практически идеальном согласовании от DC до десятков гиг. А если линию сделать покривее, то и еще лучше.
Причины столь старательно маяться дурью, просто согласовывая это или увеличивая "базу меширования" (ну откуда этот жаргон?) от меня ускользают...

Про разбиение сказать ничего не могу, делаю так, чтобы дельта S уложилась в стандартные 0,02. Кстати, кто подскажет,влияет ли наложение двух плоскостей finite conductivity на само разбиение? Я с нуля перерисовал всю модель,сделав так,чтобы проводники не накладывались, а примыкали, в итоге количество элементов при разбиении упало в 6 раз при той же точности.

Про маяние дурью - курсовое задание, хочется этого или нет.

[EVS]

Про маяние дурью - курсовое задание, хочется этого или нет.

Не дуйтесь - это не к вам .

[LetEatBee]

Не дуйтесь - это не к вам .

Я и не дуюсь Сдал курсовик с тем результатом, что есть. Пообщался на тему почему могло не получится: даже если нарисованные плоскости наезжают друг на друга и заданы одним finite cicductivity, объекты все равно разные, делается огромное число ячеек разбиений просто так, появляются несуществующие эффекты, в итоге надо было просто объединить элементы фигур в одну фигуру, в моем случае в меандр и спираль, тогда было бы реально все сделать. Тем не менее спасибо за помощь и с наступающим.