Комбинированый расчёт, Схема и ЕМ структура Опции

[INA]

Добрый день всем!
Столкнулся с такой задачей: нужно посчитать банальный мост Вилкинсона.
В MWO с ходу не получилось - при схемном расчёте реальные результаты очень далеки от расчётных.
Нужна оптимизация, но опять-таки при работе в MWO нужен "пентагоновский компьютер", потому как ресурсов РС явно не хватает.
Ещё одна проблема в том, что резистор в плечах моста имеет ёмкость около 4 pF между выводами и радиатором. Резистор СВЧ на среднюю мощность, с креплением к радиатору.
Переделали уже кучу мостов, изрезали почти весь материал, а воз и ныне там.
Вопрос такой: каким всё-таки софтом лучше пользоваться для того, чтобы можно было считать ЕМ и схему совместно? При этом чтобы результаты расчёта не были заоблачно далеки от реальности.

Перечитал на эту тему весь форум (до 5-ти утра занимался ликбезом). Однозначного ответа не искал - знаю, что такого нет.
Кто-то рекомендует Sonnet, кто-то CST MWS. В Sonnet-е не нашёл возможности подключит схемные элементы к ЕМ. Есть ли такая возможность в CST MWS? И насколько точно и быстро считает последняя в сравнеии с MWO?

Сообщение отредактировал INA - Dec 10 2010, 06:44

[Yuri Potapoff]

Столкнулся с такой задачей: нужно посчитать банальный мост Вилкинсона.

Я не совсем понимаю, в чем проблема. В комплекте MWO есть пример расчета моста Вилкинсона. Если у вас резистор навесной и вы хотите посчитать его с учетом трехмерной конструкции и перемычек, это можно сделать и в самом MWO без супертребований к компьютеру, можно сделать совместног с CST.

[nikolas]

а какую мощность собираетесь делить и в каком диапазоне (если не секрет)?
Если нужно маломощное и широкополосное это один вариант (на связанных линиях), если мощное то это уже ближе в волноводам ).
До диапазона 6ГГЦ ставили резисторы размера 0402 и без моделирования хорошо получалось (а если паять резистивным слоем к плате то должно быть еще лучше), если выше то резисторы должны быть выполнены напылением.

ps: порой пару дней над макетом заменяют 3-х недельное моделирование на компе (такое мнение сложилось при разработке смесителей), и дает большее понимание в области СВЧ полей.

[INA]

Я не совсем понимаю, в чем проблема. В комплекте MWO есть пример расчета моста Вилкинсона. Если у вас резистор навесной и вы хотите посчитать его с учетом трехмерной конструкции и перемычек, это можно сделать и в самом MWO без супертребований к компьютеру, можно сделать совместног с CST.

Проблема вот в чём: посчитал этот мост при схемном моделировании, вытравили печатку.
Не работает. Проверили параметры на Agilent-е - все параметры выше, симметрии нет.
Мост на частоту 400 МГц. Материал R5857, 2.18мм по диэлектрику.
Добавил Extract, запустил оптимизацию. Может быть что-то в оптимизации не задал или задал не правильно, но при такой скорости оптимизации можно смело дожидаться пенсии.
Компьютер не самый слабый: двухядерный P3.4GHz, 3 Gb оперативки, 1Gb видео.
В общем, заблудился.

[EUrry]

Добавил Extract, запустил оптимизацию. Может быть что-то в оптимизации не задал или задал не правильно, но при такой скорости оптимизации можно смело дожидаться пенсии.

Лично не занимался, но при экстракции ведь оптимизация чисто схемотехническая (поправьте, если не так). Это какая же должна быть схема, чтобы оптимизация длилась столь долго? Оптимизировал достаточно большие проекты (до нескольких десятков параметров) - замедление, конечно, чувствуется, но не настолько. На всякий случай проверьте, снят ли флаг Show all iterations в окне оптимизации. Пересчет измерений каждый раз достаточно сильно тормозит процесс.
Насчет моделирования резистора - MWO не дает возможности в EM моделировать непланарные компоненты, так что смотреть нужно в сторону систем 3D EM-моделирования, таких как CST MWS, HFSS и др. Но схемотехники в них нет. Кстати, с какой целью Вам нужно и то и то? Сам я несколько отстранился в последнее время от подобных задач, но помнится Agilent грозился в ADS впихнуть буквально всё - от схемотехники до 3D EM.

[INA]

Лично не занимался, но при экстракции ведь оптимизация чисто схемотехническая (поправьте, если не так). Это какая же должна быть схема, чтобы оптимизация длилась столь долго? Оптимизировал достаточно большие проекты (до нескольких десятков параметров) - замедление, конечно, чувствуется, но не настолько. На всякий случай проверьте, снят ли флаг Show all iterations в окне оптимизации. Пересчет измерений каждый раз достаточно сильно тормозит процесс.
Насчет моделирования резистора - MWO не дает возможности в EM моделировать непланарные компоненты, так что смотреть нужно в сторону систем 3D EM-моделирования, таких как CST MWS, HFSS и др. Но схемотехники в них нет. Кстати, с какой целью Вам нужно и то и то? Сам я несколько отстранился в последнее время от подобных задач, но помнится Agilent грозился в ADS впихнуть буквально всё - от схемотехники до 3D EM.

Дело в том, что как мне кажется для предварительного моделирования, так сказать наброска, лучше моделировать схему. А затем уже подключать Extract и доводить схему до конца. Но в данной конструкции резистор. который включается в плечи моста имеет конструктивную подложку для крепления к радиатору. Вот тут неприятность и вылазит. У этого резистора между каждым выводом и этой подложкой-радиатором имеется ёмкость порядка 4 pF. В общем, в реальности все характеристики расползаются и без моделирования и расчёта, методом научного тыка ничего не получается.

[EVS]

проблема в том, что резистор в плечах моста имеет ёмкость около 4 pF между выводами и радиатором.

При столь неидеальном резисторе, возможно, есть смысл просто снять на векторнике его S-матрицу. Дальше банальный EM-расчет/оптимизация в любом MoM'е с подключением полученного четырехполюсника. Личные предпочтения - Sonnet или Momentum.

[INA]

При столь неидеальном резисторе, возможно, есть смысл просто снять на векторнике его S-матрицу. Дальше банальный EM-расчет/оптимизация в любом MoM'е с подключением полученного четырехполюсника. Личные предпочтения - Sonnet или Momentum.

Резистор такой (во вложении). Нужно сложить мощность двух УМ по 300Вт каждый.
Соответственно мосты на входе и выходе.

В Sonnet практически не работал. Если можно подробнее про оптимизацию в этом софте.

Прикрепленные файлы

 rfp100h100re.pdf ( 514.43 килобайт ) Кол-во скачиваний: 70

 

[nikolas]

при такой моще (300 Вт) полосковый делитель непомошник (да и узкополосный он еще); какой тип линии используете (если МПЛ то на мощности 1мВт она уже свистит и наводки дает, компланар будет лучше но всему есть предел по передаваемой мощности); 4 пика на землю при такой частоте влиять недолжно.


зы: спорить не буду, может и есть полосковые делители на такую мощность ), вдруг пригодится: http://www.radian.com.ua/product.php?RootC...mp;ProductID=87

вот эти наверное полосковые http://impedvrn.ru/?g5-1

[EUrry]

...У этого резистора между каждым выводом и этой подложкой-радиатором имеется ёмкость порядка 4 pF. В общем, в реальности все характеристики расползаются ...

А в схеме Вы ее учитываете или у Вас просто резистор? Лучше представить резистор квазираспределенной схемой, разделив последовательное активное сопротивление и параллельную емкость на несколько составляющих (3-5) - многокаскадный RC-фильтр.

При столь неидеальном резисторе, возможно, есть смысл просто снять на векторнике его S-матрицу.

Вопрос только в том, насколько корректны будут эти параметры, если измерялись они при одном конструктивном способе монтажа, а в реальном применении резистор будет устанавиваться по-другому, возможно даже, в другую линию передачи.

[INA]

Да, линии МПЛ.
Хотелось бы применить именно их.
Ёмкость в 4 пФ действительно на этих частотах не должна влиять, но тем не менее характеристика моста расползается до безобразия.
Может я что-то не так рассчитываю, но при изготовлении тоже получается какая-то билиберда. От большого КСВ до несимметричности плеч. Ничего не могу понять (где собака порылась?).

А в схеме Вы ее учитываете или у Вас просто резистор? Лучше представить резистор квазираспределенной схемой, разделив последовательное активное сопротивление и параллельную емкость на несколько составляющих (3-5) - многокаскадный RC-фильтр.

Да, я поставил две ёмкости по бокам резистора.
Ёмкость каждого в два раза меньше измереной (прибором померяли резистор), т.е. попытался сделать что-нибудь похожее на распределённую ёмкость.

Сообщение отредактировал INA - Dec 12 2010, 14:08

[nikolas]

вот еще есть суматор - от входа два резистора по 50 ОМ и на выходы (никаких четвертьволновых отрезков), посмотрите что на модели получится, используем такие (правда частоты около гига и мощности меньше 1 Вт) - линии МПЛ и копланар



---R ---\
|______
|
---R ---/


почти получилось отобразить )


если МПЛ то поместите плечи моста в экран, (из фольги и запаивается на землю, через переходные отв.), но 300 ВТ да на полоске - чет сомнительно, одно дело на анализаторе - у него падающая скорее максимальная 10 мВт, если не будет развязки то таким усилкам должно поплохеть

[EUrry]

вот еще есть суматор - от входа два резистора по 50 ОМ ....

Это диссипативный делитель, на этих резисторах еще 3 дБ сядет в идеальном случае. При таких мощностях делать не стоит. Затухание в делителе в идеальном случае 6 дБ, а на деле еще больше.

[nikolas]

потери почти совпадали с расчетными (без учета реактивностей резисторов 0603 и 0402) на 1 ггц менее 7 дБ, но это в приемниках..если все сделано по чертежу и измеряете правильно (ставите нагрузки на плечи, когда это нужно) то должно совпадать с расчетом когда измеряете на анализаторе

[EVS]

Резистор такой (во вложении).

Тю-ю-ю... Я думал, вы что-то самопальное прилепили... А так все просто.
Неидеальность резистора влияет, причем с учетом вашей мощности достаточно сильно: даже в идеальном Вилкинсоне с этим неидеальным резистором потери будут на 0.4dB больше. Ну и понятно, и развязка и КСВ ухудшатся, хотя и не критично.

В Sonnet практически не работал. Если можно подробнее про оптимизацию в этом софте.

В Соннете все несложно. Рисуете топологию, вместо серого коробка на рис. включаете свою S-матрицу. Оптимизация едва ли понадобится. Оптимизировать практически нечего, кроме длины 70-омных отрезков, но проще это банально подогнать.