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?

[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).

[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.

[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

[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

[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