Щелевая антенна в HFSS, Выбор питания Опции

[Prion]

[size=4] Я построил модель щелевой антенны( трубка металлическая с продольными щелями, это не волновод, так как подаётся питание непосредственно к щели). На щели строил плоскость и подавал питание Voltage(показано на прикреплённом рисунке). Я сомневаюсь в правильности подключения питания( в реале подключаю сигнальный контакт в центр одной стороны щели а землю к другой). Может подавать питание как в реале...? То есть создать кабель подсоединённый к антенне а к торцу кабеля подать WavePort?

Эскизы прикрепленных изображений

 

[andi1981]

[size=4] Я построил модель щелевой антенны( трубка металлическая с продольными щелями, это не волновод, так как подаётся питание непосредственно к щели). На щели строил плоскость и подавал питание Voltage(показано на прикреплённом рисунке). Я сомневаюсь в правильности подключения питания( в реале подключаю сигнальный контакт в центр одной стороны щели а землю к другой). Может подавать питание как в реале...? То есть создать кабель подсоединённый к антенне а к торцу кабеля подать WavePort?

A dopustim nelsa esche prosche, postroit na torce ploskost v vide kruga s diametrom po diametru trubi i sadat tam Vasch Voltage. Esli ya pravilno ponyal Vasch rasskas, to podkluchenie v realii, imenno, takoe,ili u vas k kagdoy scheli svoe pitanie podaetsa? Sudya po kartinke da. Togda gde-to netochnost v rasskase ili v modeli. Ne nugno mudrit, kabel mne kagetsa eto lischnee.

Udachi!
P.S. soobschite resultati, esli ne trudno

[Prion]

A dopustim nelsa esche prosche, postroit na torce ploskost v vide kruga s diametrom po diametru trubi i sadat tam Vasch Voltage. Esli ya pravilno ponyal Vasch rasskas, to podkluchenie v realii, imenno, takoe,ili u vas k kagdoy scheli svoe pitanie podaetsa? Sudya po kartinke da. Togda gde-to netochnost v rasskase ili v modeli. Ne nugno mudrit, kabel mne kagetsa eto lischnee.

Udachi!
P.S. soobschite resultati, esli ne trudno

То что Вы предлагаете это подключение питания для ВОЛНОВОДной системы, у меня НЕ ВОЛНОВОД. А проблема в том что с Voltage я не могу определить входное сопротивление и КСВ. ...И комментарии к рисунку... питание к каждой щели отдельное, то есть шесть щелей и шесть источников возбуждения (Excitations).
Я делал простую (может абсурдную модель)... строил металлический экран, а на нём задавал плоскость и подавал возбуждение Voltage и он излучал... И такое ощущение что программа не видит резонанс...

P.S. Моделируемое устройство для медицинского назначения и поэтому антенна работает в ближней зоне(частота щелевой антенны 915 МГц... длина щели(с учетом среды (Биологической Ткани)) 2.17 см)

[ikolmakov]

На мой взгляд такие вещи лучше моделировать максимально приближенно к реальности. Объем задачи не так уж и велик.

[Prion]

[quote name='ikolmakov' date='Mar 27 2007, 14:29' post='228739']
На мой взгляд такие вещи лучше моделировать максимально приближенно к реальности. Объем задачи не так уж и велик.

Эээ... легко сказать... от одного кабеля расплетается центральная жила и экранировка ... для щестищелевого СВЧ-излучателя при симфазном включении ( + - + -) на шесть жгутов сигнальных и шесть земляных... для противофазного (++ --) на 3 сигнал. и 3 земляных..

[andybor]

Я делал простую (может абсурдную модель)... строил металлический экран, а на нём задавал плоскость и подавал возбуждение Voltage и он излучал... И такое ощущение что программа не видит резонанс...

Резонанс определяется размерами щели. А если программа его не видит, значит вы неправильно посчитали антенну, либо криво нарисовали модель, либо криво задали граничные условия, в том числе и порты возбуждения, либо неправильно настроили солвер.
Добейтесь сначала правильного результата на модели одного излучателя, а потом параллельте их. Если PC-ресурсы позволяют, то не экономьте на упрощении модели. Если изделие будет макетироваться, всёравно без полной модели не обойтись.

[andi1981]

И такое ощущение что программа не видит резонанс...

Eto isklucheno, proverenno opitom, pri postroenii pravilnoy modeli poluchaetsa kak na makete(plus minus konechno, no v predelach), kak pravilo!
Nu teper proyasnyaetsa chto pitaniy vse-taki neskolko sdes polnostyu soglasen s Uvagaemim Ikolmakov po povodu postroeniya modeli kak mogno blige k realnoy.
P.S.A signal vi snimaete po tem ge provodam chto i pitanie pravilno?

[felix2]

Если у вас диаметр трубы намного больше диаметра кабелей, то внутренняя задача не пострадает от того, что вы элементарно введете в щель WIRE PORT c соответствующим возбуждением.

[Prion]

В реале я делал однощелевой излучатель и распределение напряжённости совпадает с расчётными (качественно, а количественно не знаю) ...Экспериментально я подавал мощность 1 Ватт.. а как перевести для Voltage в Вольты не соображу... Возможно ли найти КСВ и Входное сопротивление при Voltage?
Диаметр трубки 8 мм, кабель вроде 3-4 мм(с фторопластовой изоляцией и экранировкой)
При помощи ваттметра Я2М-66 оголённой жилой (антенна) снимал значение мощности. Над щелью( среда ткань Крупного Рогоатого Скота)
И что такое WIRE PORT ? Я знаю только Wave & Lumped Port

Сообщение отредактировал Prion - Mar 27 2007, 12:50

[felix2]

В реале я делал однощелевой излучатель и распределение напряжённости совпадает с расчётными (качественно, а количественно не знаю) ...Экспериментально я подавал мощность 1 Ватт.. а как перевести для Voltage в Вольты не соображу... Возможно ли найти КСВ и Входное сопротивление при Voltage?
Диаметр трубки 8 мм, кабель вроде 3-4 мм(с фторопластовой изоляцией и экранировкой)
При помощи ваттметра Я2М-66 оголённой жилой (антенна) снимал значение мощности. Над щелью( среда ткань Крупного Рогоатого Скота)
И что такое WIRE PORT ? Я знаю только Wave & Lumped Port

Прошу прощенья за невнимательность. Это я темы по FEKO перескочил.

[felix2]

Prion

Хочу еще добавить.
Во-первых, по-моему, в HFSS тоже есть порт в сегменте.
Во-вторых, обратите внимание, что при таком соотношении внутреннего диаметра основной трубы и наружнего диаметра кабеля, надо обязательно моделировать циллиндры кабелей (они у вас все внутреннее пространство займут).
Кроме того, экраны кабелей должны быть прижаты к внутренней поверхности трубки, иначе будет сильно болтаться Zвх.
Кстати, на какую же частоту расчитываете антенну при таком диаметре. По-хорошему, с 6-ю щелями , периметр должен быть примерно равен 3-м длинам волны.

Сообщение отредактировал felix2 - Mar 27 2007, 16:39

[ikolmakov]

И что такое WIRE PORT ? Я знаю только Wave & Lumped Port

Используйте Lumped Port. Но это будет черновой расчет. Все же предется вам отрисовать все как есть. "Лучше день потерять..." (с)

[Prion]

Хочу еще добавить.
Во-первых, по-моему, в HFSS тоже есть порт в сегменте.
Во-вторых, обратите внимание, что при таком соотношении внутреннего диаметра основной трубы и наружнего диаметра кабеля, надо обязательно моделировать циллиндры кабелей (они у вас все внутреннее пространство займут).
Кроме того, экраны кабелей должны быть прижаты к внутренней поверхности трубки, иначе будет сильно болтаться Zвх.
Кстати, на какую же частоту расчитываете антенну при таком диаметре. По-хорошему, с 6-ю щелями , периметр должен быть примерно равен 3-м длинам волны.

Частота антенны, 915 МГц ( длина волны в воздухе 32 см, в ткани КРС ~4.2 см, резонирующая щель l должна быть полуволновая (2.1 см), а ширину d щели взял произвольную 2 мм (главное чтобы ширина была d<<l)
И если заменить как выше представленной модели на Waveport то программа выдаёт ошибку(одна из сторон должна быть Non-Model и Должна лежать на одной плоскости(а на рисунке плоскость криволинейная)).

Сообщение отредактировал Prion - Mar 28 2007, 05:44

[navuho]

[size=4] Я сомневаюсь в правильности подключения питания( в реале подключаю сигнальный контакт в центр одной стороны щели а землю к другой).

А почему у вас фазы сдвинуты на 180 гр в портах ? Так и на самом деле ?

Может подавать питание как в реале...? То есть создать кабель подсоединённый к антенне а к торцу кабеля подать WavePort?

Нарисуйте, хотя бы схематично, как вы запитываете антену. Со слов непонятно.

[Prion]

[quote name='navuho' date='Mar 28 2007, 11:05' post='229098']
А почему у вас фазы сдвинуты на 180 гр в портах ? Так и на самом деле ?
Нарисуйте, хотя бы схематично, как вы запитываете антену. Со слов непонятно.
[/q
Модель построена на скорую руку и размеры не соблюдены, я взял простейший вариант... питание подавал на торец кабеля...

[quote name='navuho' post='229098' date='Mar 28 2007, 11:05']
А почему у вас фазы сдвинуты на 180 гр в портах ? Так и на самом деле ?
Нарисуйте, хотя бы схематично, как вы запитываете антену. Со слов непонятно.
[/quote]

Эскизы прикрепленных изображений

 

[felix2]

Prion

Я может чего не понял. Антенну в первом приближении нужно считать для длины волны в водухе.
А периметр 6-и щелевой антенны должен быть примерно равен 3 длинам волны в воздухе. То же касается и длины щели. При диаметре трубы 8 мм антенна работать не будет.
А зачем вам 6-щелей.

Сообщение отредактировал felix2 - Mar 29 2007, 11:02

[Prion]

Я может чего не понял. Антенну в первом приближении нужно считать для длины волны в водухе.
А периметр 6-и щелевой антенны должен быть примерно равен 3 длинам волны в воздухе. То же касается и длины щели. При диаметре трубы 8 мм антенна работать не будет.
А зачем вам 6-щелей.

Мда... шокировал меня Ваш ответ... Я же написал раньше что я расчитываю СВЧ-ИЗЛУЧАТЕЛЬ ДЛЯ ВНУТРИПОЛОСТНОГ(терапевтического) ВОЗДЕЙСТВИЯ (то есть нагруженного на БИОЛОГИЧЕСКУЮ ТАКНЬ(проницаемость 57 ,тангенс потерь 0.51)) ЩЕЛЬ РЕЗОНИРУЕТ ПРИ ПОЛУВОЛНОВОЙ ДЛИНЕ(почитайте Кочержевского Антенно-фидерные устройства).. А 6-щелей нужно для равномерного распределения напряжённости как вдоль так и поперёк щели...

[felix2]

Мда... шокировал меня Ваш ответ... Я же написал раньше что я расчитываю СВЧ-ИЗЛУЧАТЕЛЬ ДЛЯ ВНУТРИПОЛОСТНОГ(терапевтического) ВОЗДЕЙСТВИЯ (то есть нагруженного на БИОЛОГИЧЕСКУЮ ТАКНЬ(проницаемость 57 ,тангенс потерь 0.51)) ЩЕЛЬ РЕЗОНИРУЕТ ПРИ ПОЛУВОЛНОВОЙ ДЛИНЕ(почитайте Кочержевского Антенно-фидерные устройства).. А 6-щелей нужно для равномерного распределения напряжённости как вдоль так и поперёк щели...

Пардон, невнимательно читал. Но тогда тканью она должна быть обложена толстым слоем. При этом для сохранения указанных соотношений для резонанса внутренность трубы, по идее, тоже должна быть забита такой же тканью. А длину щели советую увеличить до 0.75 лямбда.

Сообщение отредактировал felix2 - Mar 29 2007, 21:04

[Prion]

Пардон, невнимательно читал. Но тогда тканью она должна быть обложена толстым слоем. При этом для сохранения указанных соотношений для резонанса внутренность трубы, по идее, тоже должна быть забита такой же тканью. А длину щели советую увеличить до 0.75 лямбда.

А откуда Вы взяли число 0.75 ? Прибор мед.назначения и нежелательно наличие ткани мышечной в трубке, лучше тогда сделать перемычку (или заглушку) чтобы щель была однонаправленной(излучала в одном напралении). Я рассчитывал новую однощелевую модель, если щель нагружена биотканью с двух сторон то КСВ было 4.3, если только с одной стороны то 15.

[felix2]

А откуда Вы взяли число 0.75 ? Прибор мед.назначения и нежелательно наличие ткани мышечной в трубке, лучше тогда сделать перемычку (или заглушку) чтобы щель была однонаправленной(излучала в одном напралении). Я рассчитывал новую однощелевую модель, если щель нагружена биотканью с двух сторон то КСВ было 4.3, если только с одной стороны то 15.

Я точно не помню, где-то в стаорй литературе. Я делал в свое время 2-х щелевую антеннуна 600 Мгц.
Щелевая антенна такого типа даже в воздухе достаточно капризна сама по себе. Имейте в виду, что внутренняя пов-сть шунтирует щель, поэтому, чем и как набита трубка внутри очень важно.Но ваш случай особый. Вопрос -насколько плотно и однородно облегает ткань антенну. Мне почему-то кажется, что в таких условиях не стоит надеяться на получение устойчивого КСВ. Насколько это принципиально? Хотя, наверно, для получения терапевтического эффекта важна постоянная и контролируемая мощность излучения. Может стоит поставить циркулятор, но при этом контролировать уходящую в ткани мощность.

Сообщение отредактировал felix2 - Mar 30 2007, 07:16

[Prion]

Я точно не помню, где-то в стаорй литературе. Я делал в свое время 2-х щелевую антеннуна 600 Мгц.
Щелевая антенна такого типа даже в воздухе достаточно капризна сама по себе. Имейте в виду, что внутренняя пов-сть шунтирует щель, поэтому, чем и как набита трубка внутри очень важно.Но ваш случай особый. Вопрос -насколько плотно и однородно облегает ткань антенну. Мне почему-то кажется, что в таких условиях не стоит надеяться на получение устойчивого КСВ. Насколько это принципиально? Хотя, наверно, для получения терапевтического эффекта важна постоянная и контролируемая мощность излучения. Может стоит поставить циркулятор, но при этом контролировать уходящую в ткани мощность.

В принципе мне важна какая будет антенна( может рекомендуете другую модель), главное чтобы она обеспечивала равномерное распределение напряжённости(мощности) как вдоль так и поперёк трубки. Если поставить заглушку, то уже будет не важно что будет в трубке. КСВ хотелось бы чтобы не было слишком большим( в пределах разумного:-)). В дальнейшем думаю перейти на полосковую антенну( есть теорема двойственности щели на металлическом экране и полоска на диэлектрике, только составляющая поля полоска в этом случае магнитная)

[Prion]

В принципе мне НЕ важна какая будет антенна( может рекомендуете другую модель), главное чтобы она обеспечивала равномерное распределение напряжённости(мощности) как вдоль так и поперёк трубки. Если поставить заглушку, то уже будет не важно что будет в трубке. КСВ хотелось бы чтобы не было слишком большим( в пределах разумного:-)). В дальнейшем думаю перейти на полосковую антенну( есть теорема двойственности щели на металлическом экране и полоска на диэлектрике, только составляющая поля полоска в этом случае магнитная)

[Prion]

Кто-нибудь может разтолковать о типах решения в HFSS? В каком случае они используются.

Сообщение отредактировал Prion - Mar 30 2007, 12:15

Эскизы прикрепленных изображений

 

[felix2]

Где-то читал, что для уменьшения размеров есть вариант заполнения щелевой антенны ферритом.
Мне кажется, что достаточно однородное поле у вас будет и для 2-х щелей.

[saulius]

Мда... шокировал меня Ваш ответ... Я же написал раньше что я расчитываю СВЧ-ИЗЛУЧАТЕЛЬ ДЛЯ ВНУТРИПОЛОСТНОГ(терапевтического) ВОЗДЕЙСТВИЯ (то есть нагруженного на БИОЛОГИЧЕСКУЮ ТАКНЬ(проницаемость 57 ,тангенс потерь 0.51)) ЩЕЛЬ РЕЗОНИРУЕТ ПРИ ПОЛУВОЛНОВОЙ ДЛИНЕ(почитайте Кочержевского Антенно-фидерные устройства).. А 6-щелей нужно для равномерного распределения напряжённости как вдоль так и поперёк щели...

такое большое количество щелей избыточно . Щелевая антенна малого диаметра всего с одной щелью дает соотношение вперед /назад около 3 дБ . Вам бы хватило максимум 2 щелей напротив .
Не расматривали ли вы дипольной антенны в коаксиальном исполнении ? Это было бы проще .
Что-то подозрительно высокая проницаемость - ведь биологические ткани состоят в основном из воды .

[felix2]

Prion

А вообще-то, это что-то внутриполостное?
Если да, то какие у вас ограничения по размерам?

[Prion]

такое большое количество щелей избыточно . Щелевая антенна малого диаметра всего с одной щелью дает соотношение вперед /назад около 3 дБ . Вам бы хватило максимум 2 щелей напротив .
Не расматривали ли вы дипольной антенны в коаксиальном исполнении ? Это было бы проще .
Что-то подозрительно высокая проницаемость - ведь биологические ткани состоят в основном из воды .

Однощелевая даёт плохое распределение поля поперёк щели. С точки теории многощелевая интересна, но при непосредственном конструировании возникают проблемы. Устройство может быть многофункциональным (СВЧ, УЗ , маг.поле, световод) и поэтому трубка излучателя должна быть полая. Я сомневаюсь что есть другие типы антенн(есть надежда на полосковые) обеспечивающих РАВНОМЕРНОЕ распределение НАПРЯЖЁННОСТИ как ВДОЛЬ, так и ПОПЕРЁК излучателя.
Значение проницаемости взял из литературных данных. Если я правильно понимаю, то диполь будет давать равномерное распределение в точках падачи питания(узкое кольцевое распределение, устройство маломощное(доли Ватт)). И диполь будет упираться в ткань.. УСТРОЙСТВО ДОЛЖНО БЫТЬ МАЛОГАБАРИТНЫМ и МАЛОМОЩНЫМ.

А вообще-то, это что-то внутриполостное?
Если да, то какие у вас ограничения по размерам?

Да.. Диаметр трубки не более 5-6 мм, длина не более 10 см.

Сообщение отредактировал Prion - Apr 2 2007, 05:53

[felix2]

Однощелевая даёт плохое распределение поля поперёк щели. С точки теории многощелевая интересна, но при непосредственном конструировании возникают проблемы. Устройство может быть многофункциональным (СВЧ, УЗ , маг.поле, световод) и поэтому трубка излучателя должна быть полая. Я сомневаюсь что есть другие типы антенн(есть надежда на полосковые) обеспечивающих РАВНОМЕРНОЕ распределение НАПРЯЖЁННОСТИ как ВДОЛЬ, так и ПОПЕРЁК излучателя.
Значение проницаемости взял из литературных данных. Если я правильно понимаю, то диполь будет давать равномерное распределение в точках падачи питания(узкое кольцевое распределение, устройство маломощное(доли Ватт)). И диполь будет упираться в ткань.. УСТРОЙСТВО ДОЛЖНО БЫТЬ МАЛОГАБАРИТНЫМ и МАЛОМОЩНЫМ.
Да.. Диаметр трубки не более 5-6 мм, длина не более 10 см.

А может вам остановиться на простом полуволновом диполе. Равномерного распределения поля вдоль оси излучателя для вы все равно не получите. Как мне кажется, в щелевой антенне и в простом диполе той же длины неравномерность распределения поля вдоль оси будет примерно одинаково. Разница только в поляризации. А резонанасную длину можно подобрать, меняя коэффициент заполнения (можно сделать тонкий вибратор с прослойкой из диэлектрика).

[saulius]

Однощелевая даёт плохое распределение поля поперёк щели. С точки теории многощелевая интересна, но при непосредственном конструировании возникают проблемы. Устройство может быть многофункциональным (СВЧ, УЗ , маг.поле, световод) и поэтому трубка излучателя должна быть полая. Я сомневаюсь что есть другие типы антенн(есть надежда на полосковые) обеспечивающих РАВНОМЕРНОЕ распределение НАПРЯЖЁННОСТИ как ВДОЛЬ, так и ПОПЕРЁК излучателя.
Значение проницаемости взял из литературных данных. Если я правильно понимаю, то диполь будет давать равномерное распределение в точках падачи питания(узкое кольцевое распределение, устройство маломощное(доли Ватт)).

несовсем понятно , как Вы получили излучение вдоль щели . И диполь ,и шель вдоль почти не излучают.
Боюсь , что из вытянутой структуры невозможно получить подобие изотропного излучения в принципе .
Такое излучение может дать так называемая турникетная антенна из 2 перекрещенных диполей , но Вам эта конструкция не подходит.

И диполь будет упираться в ткань.. УСТРОЙСТВО ДОЛЖНО БЫТЬ МАЛОГАБАРИТНЫМ и МАЛОМОЩНЫМ.
Да.. Диаметр трубки не более 5-6 мм, длина не более 10 см.

так и щелевая антенна будет упираться в ткань .

[Prion]

несовсем понятно , как Вы получили излучение вдоль щели . И диполь ,и шель вдоль почти не излучают.
Боюсь , что из вытянутой структуры невозможно получить подобие изотропного излучения в принципе .
Такое излучение может дать так называемая турникетная антенна из 2 перекрещенных диполей , но Вам эта конструкция не подходит.
так и щелевая антенна будет упираться в ткань .

Они излучают только в десятки раз меньше( у нас воздействие низкоинтесивное и величина мощности выделяемая не существена). Аналогом щелевойантенны может быть магнитный вибратор, но поле у него магнитное. Излучатель помещается в канал( наподобие мочеполовой системы ;-) ) и всё зависит от длины канала.

[felix2]

Они излучают только в десятки раз меньше( у нас воздействие низкоинтесивное и величина мощности выделяемая не существена). Аналогом щелевойантенны может быть магнитный вибратор, но поле у него магнитное. Излучатель помещается в канал( наподобие мочеполовой системы ;-) ) и всё зависит от длины канала.

Если говорить о дальней зоне (начиная примерно с длины волны в ткани), то характер поля у щелевой антенны и у обычного симметричного вибратора будет одинаков. Разница только в поляризации. Не проще -ли перейти на обычный линейный вибратор?

[Prion]

Если говорить о дальней зоне (начиная примерно с длины волны в ткани), то характер поля у щелевой антенны и у обычного симметричного вибратора будет одинаков. Разница только в поляризации. Не проще -ли перейти на обычный линейный вибратор?

У меня ближняя зона ...ну максимум зона Френеля ( не более глубины 1 см)

[felix2]

У меня ближняя зона ...ну максимум зона Френеля ( не более глубины 1 см)

Ну и чем вас обычный диполь не устраивает? Гораздо проще согласовать.

[Prion]

Ну и чем вас обычный диполь не устраивает? Гораздо проще согласовать.

Что под диполем имеете ввиду? Штырь?

[felix2]

Что под диполем имеете ввиду? Штырь?

Полый симметричный вибратор. Кабель можно ввести в одно из плеч.

[Prion]

Полый симметричный вибратор. Кабель можно ввести в одно из плеч.

Поле в основном будет распределять в районе подключения питания... распреледеление будет ввиде узкого кольца... и я писал это выше

[felix2]

Поле в основном будет распределять в районе подключения питания... распреледеление будет ввиде узкого кольца... и я писал это выше

Мне кажется, вы слишком много хотите от ближнего поля ( в смысле узкого кольца). Да и отработка антенны в биоткане ......

[Prion]

Мне кажется, вы слишком много хотите от ближнего поля ( в смысле узкого кольца). Да и отработка антенны в биоткане ......

Ну какой ширины и длины примерно будет распределение при Вашем предложении
?

[felix2]

Ну какой ширины и длины примерно будет распределение при Вашем предложении
?

Ну это считать надо. Но вопрос, а вашем понимании задачи - каков приемлемый характер распределения поля по длине и глубине?

[Prion]

Ну это считать надо. Но вопрос, а вашем понимании задачи - каков приемлемый характер распределения поля по длине и глубине?

Идеальный случай распределение в виде цилиндра... (высотой 15-20 мм , равномерное распределение напряжёности вдоль излучателя на глубине 1-3 мм)