Доброго времени суток,
я работал до частот 10ГГц , насколько помню у тех кондеров параллельный и последовательный резонанс были сдвинуты в более ВЧ область и размеры их были много меньше длины волны поэтому проблема с паразитными резонансами самих кондеров сразу отпала. А до каких частот могут работать модели это сложно сказать не проверял никогда, думаю должны работать до скольки хочешь, если конечно создавать модель правильно и наиболее приближенно к реальному прибору, а вот с последним утверждением полностью согласен.

Во, во! Вот и уменя резонить за 10 начинали. В принципе пока задачи такой не стоит, чтобы многослойные кондеры на частотах выше 10 гиг ставить, но всё ж интересно как в этом случае быть. Идеальная модель и модель в виде плоского кондера явно даст чего-то не то.
Благодарю за обсуждение!

Как я понимаю это сименсы это аналог нормальных ом/м (Ом на метр) или нет?
Вот например в MWO можно нарисовать параллелепипед и сказать что это резистор 300 ом
И ещё вопрос как тогда не рисуя резистор сказать HFSS что в этой точке имеем относительно вон той точки 300 ом на всех частотах?

Не обижайтесь, но придется открыть вам горькую правду! Сименсы, друг мой, это единица измерения проводимости G, величины обратно пропорциональной сопротивлению R (G=1/R), причем не ПОГОННАЯ. Как вы могли заметить в параметрах материалов в HFSS задается именно проводимость (conductivity), а не сопротивление. Поэтому ваше сопротивление нужно пересчитать в проводимость, ежели вы хотите задать резюк таким способом. По поводу второго вопроса, по заданию сопротивления между двумя точками, я вам предлагал посмотреть граничные условия Lumped RLC. Нарисуйте, например, 2D прямоугольник между точками, где необходимо включить резюк, и задайте на его поверхности граничное условие Lumped RLC с включенным только активным сопротивлением в 300 Ом. И всё!
Желаю удачи в нашем непростом деле!

Спасибо! Может поможет...

Всех приветствую!

Уважаемый andi1981, либо кто еще сталкивался с этим! Не могли бы вы пояснить как вы задавали чип конденсаторы в своих проектах, применяя Lumped RLC. Как я говорил, сначала я задал их в виде кирпичей из диэлектрика, установленных на полосок. На двух их боковых гранях, находящихся со стороны полосков, задавал ГУ идеального проводника, и, таким образом, получал плоский кондёр (можете взглянуть на картинку в прицепе). При этом, по крайней мере, ход характеристик был правильный.
Далее, дабы ничего не переделывать, я задал материал диэлектриков кондеров воздухом, электрические стенки оставил. а на верхней грани определил ГУ Lumped RLC с заданной емкостью. При этом ход характеристик стал просто невообразимым, причем точно не то, что должно быть на самом деле.
Отсюда вопросы:
1) Какой материал вы задавали для корпуса кондера?
2) Правильно ли я задаю ГУ Lumped RLC?

А вообще надо бы сначала погонять варианты просто с кондером на отрезке полоска, а то сразу в дебри лезть - можно и заблудиться!

Прошу помощи у уважаемых форумчан.

В марте я выкладывал проект с микроаолосковой антенной и пытался разобраться с
нессиметричностью полученной после симуляции ДН.
По советам разделил модель по плоскости симметрии на две части, тем самым увеличив
точность расчета. Увеличил размер порта (как обсуждалось в предыдущих постах) и
оптимизировал проект по S параметру.

Согласование получилось очень хорошим, т.е. входное сопротивление антенны равно
волновому сопротивлению микрополоска, однако ситуацию с ДН это не исправило.

Честно говоря, я уже впал в ступор и не очень понимаю, куда двигаться дальше.

В прицепе сам проект в HFSS 10.

Я не считал Ваш проект, только посмотрел.
Как правило, вх. сопр. квадратного patch'а в середине ребра на рез. частоте не менее 150 Ом, так что запитать его 50-омной линией непосредственно невозможно. Для проверки этого достаточно сделать deembed порта до излучателя (кстати, размеры порта вызывают не только уважение, но и много вопросов) и измерить его. В Вашем случае длина питающей линии дала 50 Ом по входу всей системы, но не излучателя, при этом излучает и линия и сам квадрат - отсюда, очевидно, и несимметрия ДН.
И еще. Непонятно назначение нижней поверхности границы Rad.Bound, логичнее сделать ее бесконечной Ground'ой. Да и сами проводящие элементы планарной антенны на этапе прикидки параметров разумнее делать не Box'ами, а Sheet'ами и просто PEC'ом - быстрее будет.

скорее не увеличили точность, а уменьшили время..
а по существу:
при беглом просмотре полей в Вашем случае, обнаружил что у Вас
в подложке возникает поверхностная волна, которая преспокойно доходит до края подложки и излучается, что и вызывает сучественный перекос ДН в сторону противоположную от порта.

Немного не понял.
Вы пишете, что сопротивление питающей линии 50 Ом. И далее, что в моем проекте по
входу всей системы сопротивление 50 Ом. Отсюда можно заключить, что сопротивление
patch'а тоже 50 Ом.
Как мне кажется (если не прав, поправьте), не важно, какое конкретно сопротивление у
питающей линии, если питающая линиия и антенна согласованы (при рассмотрении системы
линия - антенна), тогда питающая линия излучать не будет.

На самом деле, для моей конструкции (антенна между двумя слоями диэлектрика)
сопротивление patch'а примерно 50 Ом. Я сначала подбирал сопротивление притающей
линии, а потом подсоединял ее к антенне и оптимизировал по S-параметру
(согласовывал). Проверил сопротивление и так как Вы посоветовали, выставив deembed
порта до patch - сопротивление около 50 Ом.



Размеры порта, это да, вопрос...
Я проверил, с уменьшением размера порта изменяется ДН и ухудшается согласование.
В user's guide HFSS разбирается пример подбора размера Wave Port for Microstripe line (Example 6.5).
Так вот, там написано, что необходимо задавать порт настолько малым, чтобы устранить Higher Frequency Waveguide Mode. Но не на столько, чтобы fields couple to the side walls of the port.
И еще, в выводах:
You need to use caution if you are simulating very high frequencies, i.e.,
millimeter wavelengths, as you may not be able to make the ports small enough
to eliminate these modes. You probably shouldn’t even try as the higher order
modes might represent real world effects.

То есть, на сколько я понял, в миллиметровом диапазоне (у меня длина волны 5мм) иногда и не получится задать порт (то есть провести симуляцию).

Я пытался повторить этот пример для своей питающей линии. Чтобы исключить вторую моду, ширина порта должна быть порядка десяти ширин питающей линии.
При этом ДН становится ровнее (но все еще не является симметричной), наверное это одна из причин. Спасибо.

С другой стороны, недавно в этой ветке как раз обсуждался этот вопрос. И пришли к выводу, что



http://electronix.ru/forum/index.php?showt...4110&st=285
(Опять же, если я не правильно понял, поправьте)

Исходя из этого я и задал такие большие размеры порта.

Таким образом, я пришел к выводу, что размеры порта все-таки необходимо контролировать.



Вы правы, так будет проще. Но принципиально это картины не изменило, я на всякий случай проверил.



Похоже, что Вы попали в точку, спасибо.
Неправильное задание порта, вместе с возбуждением поверхностных волн и является причиной нессиметричности ДН.


Тогда вопрос, можно бороться с поверхностными волнами, или пора искать альтернативные схемы реализации антенны?

Я не писал, что сопротивление ВАШЕЙ линии 50 Ом, я этого не знал. Если это так, то Вы абсолютно правы.
Насчет сопротивления излучателя. Да, действительно, с таким толстым-толстым слоем диэлектрика м.б. и 50 Ом.
Стало интересно. Прогнал на любимом IE3D. Результат - совершенно симметричная ДН:
Нажмите для просмотра прикрепленного файла Нажмите для просмотра прикрепленного файла
Для справки: Ваша конфигурация на домашнем стареньком ПК P4/3.25GHz считалась (без оптимизации) в диапазоне 50-60 GHz ровно "...Total simulation time is 5 seconds.". Вот за это я и уважаю IE3D для планарных антенн.
Осталось попробовать посчитать в CST, но это, надеюсь Вы уж сами. Удачи.

Все правильно написано. Можете посмотреть еще здесь : hxxp://emtalk.com/tut_1.htm
В вашем конкретном случае имеется несколько "НО".
Насколько я понимаю, (я не есть спец по антеннам) ваша геометрия отличается от стандартной реализации patch-антенны.
Вы добавили толстый слой диэлектрика с большим eps, в результате чего, ваша конструкция перестала быть одномодовой (!)
Беглый анализ показал, что в порту могут распространяться 3 моды (одна основная и две поверхностные волны в диэлектрике)
и их все нужно учитывать. Это изменяет все кардинально - так как моды оказываются связанными, антенной (излучателем) становится вся подложка. Соответственно границу Radiation Boundary нужно отодвигать от краев подложки для корректного расчета.
Согласование тоже изменится - появятся резонансы, положение которых будет зависеть от размеров диэлектрика и тд и тп.
Короче все запутывается и далеко не факт, что ДН в вашем случае будет симметричной.
Думаю, что нет и HFSS все считает верно (кстати, это камень в огород IE3D, как у нее дела с многомодовыми структурами )
Прилагаю измененный hfss-project, как бы я его считал (если, конечно, вы оставите конструкцию в силе)

Не просто камень, а лажанулся IE по полной. Он попросту игнорировал этот слой диэлектрика сверху. Посему и предложил CST. Данную конфигурацию уже можно рассматривать как вариант диэлектрической антенны. Думаю, ДН все же должна быть симметричной (почти). С размазанным максимумом в плоскости питания, вплоть до двух максимумов. Структура все же полностью симметричная в обеих плоскостях, за исключением линии, которая не должна много испортить.

А может, и не IE лажанулся, а я. Надо было делать структуру с конечным диэлектриком и конечной же землей.

ЗЫ. Грубая прикидка в CST дала такую картину. Нажмите для просмотра прикрепленного файла
И, похоже, именно она недалека от истины.

Поясните, пожалуйста.
Ведь то, что в порту может распространяться 3 моды, еще не означает, что система будет иметь отклик на 3 моды. Как Вы определили, что именно две дополнительные моды будут распространяться в виде поверхностных волн?
Я не понимаю. Вот мы сделали порт большого размера, предполагая, что через него может распространяться много мод. И смотрим реакцию системы. Как разделить отклики на разные моды?
И еще, зачем, все-таки, ограничивать размеры порта, выделяя только одну основную моду, если система может оказаться многомодовой?



Запустил Ваш проект, HFSS помучался часа 2, потом сказал, что
Adaptive solution, process solver: Insufficient memory
Я уменьшил точность в 10 раз и запустил еще раз, пока вот жду.




В чем же тогда проблема модели в HFSS? Мне так пока и не удалось получить такую красивую картинку. Кстати, а Directivity в 10dB не слишком ли для одного patch'a? (Или здесь еще влияние излучания подложки?)

Directivity там всего лишь около 5dB, что по-видимому, норамально. 10 - это максимум шкалы.
Мне кажется, стоит сделать модель как у уважаемого navuho , т.е. с конечной землей и диэлектриком, но без срезания рад. сферы, и применить lumped порт. Наличие волн. порта само по себе должно вносить искажения в ДН. Либо попробовать излучатель без линии, с коакс. питанием через via, как кто-то уже здесь рекомендовал. Вариантов много. Кстати, в CST я использовал именно сосредоточенный порт.

В вашем случае именно это и означает. Имеется неоднородность - patch, на которой и происходит коверсия мод друг в друга.
То есть, даже если вы запитаете только одной, основной модой, она трансформируется (с разной степенью в зависимости от частоты) в две другие. Эти две другие частично
излучатся, частично отразятся обратно. И тут важно, как вы будете эту геометрию реально запитывать (через коаксиал ?), чтобы получить достоверный результат расчетов. В случае одной моды это не критично, достаточно лишь обеспечить согласование импедансов (по 50 Ohm с каждой стороны), а в случае нескольких мод потребуется дополнительное согласование со стороны подводящего тракта.
В общем советую нарисовать разъем питания.


В HFSS нужно посмотреть Port Field Display. Видно, что поле первой моды сосредоточено между металлическими проводниками - это основная TEM волна, а вот поля остальных двух занимают объем
диэлектрика и вокруг него. Если почитать теорию, то можно узнать, что достаточно толстый слой диэлектрика с высоким eps имеет решение в виде направленных волн, бегущих вдоль его поверхности. Это они и есть.


HFSS посчитает многомерную S-матрицу. В ней и будет вся информация - отражение каждой моды
(S11, S22, S33) и их трансформация друг в друга (S12, S13, S21, S23, S31, S32). В постпроцессоре
появится возможность менять источник возбуждения (Field Overlays/Edit Source ) - можно задать любую
моду или их смесь и посчитать параметры антенны при этом.

Если система многомодовая и есть связь между модами (!), то задавать только одну моду неверно. Приведенные рассуждения имееют смысл только для для одномодового случая, с целью
экономии машинных ресурсов. Сетку в порту лучше измельчить изначально, а это, как вы могли заметить, требует памяти и увеличивает время счета.


Я предупреждал, что потребуются значительные машинные ресурсы. Лучше считать на 64-bit OS с >= 8 Gb RAM

Не надо извращаться - "задавать порт хитрой конфигурации с многомодовым режимом". Тем более, линии полей для мод в сечении порта не заданы. Тут однозначно, программа уйдет в длительный "загул" и вам никакой памяти не хватит
Задайте обычный Wave_Port прямоугольной конфигурации, с размерами в соответствии с указаниями от Ansoft. Укажите Integration_Line для первой моды и считайте. Всё получится.

Появилась новая версия HFSS. http://www.ansoft.com/products/hf/hfss/
Кто нибудь уже с ней работал? Если да, буду признателен за Ваши отзывы ...

К сожалению не получится Все указания фирмы ANSOFT относятся только к одномодовым(!) простейшим конфигурациям. Может спросить их техсаппорт по этому поводу.
Здесь не тот случай, порт - многомодовый и моды связаны. Вы, конечно, можете задать только одну моду, но результат будет неверным. Поэтому я и советую дорисовать схему питания и перейти на стандартный одномодовый коаксиальный вход.


Линии полей определяют только их начальную фазу с точностью до pi. Они важны если далее планируется как-то использовать полученную S-матрицу.
Интегральные параметры ( диаграмма направленности, потери) от их определения никак не зависят.

Посмотрел на модель патча и возник вопрос:

А почему такая хитрая излучающая граница? Почему выбрали именно шар, а не куб, например? Имно HFSS очень не любит всякие кривые поверхности. Вообще для меня был всегда большой вопрос какую форму излучающей поверхности стоит выбирать для тех или иных случаев... Может кто-нибудь прольет свет на это? :-)

А вот и неверно
Посмотрите внимательно документацию на фирмовом сайте. Там немало примеров по запитке различных полосковых структур с 2-х и более модовыми режимами. Кстати Driven_Terminal тип солвера и был специально введен для облегчения сих задач.



Тут вы себе противоречите. С чего вы взяли - дескать Wave_Port прямоугольной формы с одной модой даст неверный результат, а нарисованный коаксиал с тем-же Wave_Port в форме окружности, с той-же одной модой - верный? Результат будет примерно одинаковый, если правильно задать размеры прямоугольника порта.
Увеличение количества мод в сечении порта, при отсутствии Integration_Lines, на данной модели, только усложнит задачу. Программа не настолько умна, чтобы их правильно назначить за вас.
Вы поседеете пока дождетесь, когда солвер получит требуемый дельта-S для каждой моды.
Если вы не "счастливый обладатель суперкомпьютера", то "Adaptive solution, process solver: Insufficient memory" вам обеспечен
При одномодовом режиме возбуждения солвер сам учтет возникновение новых мод внутри модели и суммирует их влияние на результат решения.



Не стоит недооценивать назначение линий полей. Солвер в HFSS начинает считать модель от порта. В случае сложной структуры модели в сечении порта(stripline, торцы связанных линий, многомодовый режим и т.д.) без них никак не обойтись.
В самом хелпе к проге ясно указано: An Integration Line is a vector that can represent the following:

• A calibration line that specifies the direction of the excitation field pattern at a port. If you are analyzing more than one mode at a port, define a separate set of integration lines for each mode; the orientation of the electric field differs from mode to mode....!!!!

В любой задаче имеются частности. На офсайте много документации, давайте конкретный линк и обсудим.

Driven Terminal всегда есть некое упрощение по сравнению с Driven Modal. И оно не всегда применимо.


Вы, наверное немного не поняли. Я предлагаю нарисовать не просто коасиал, а полную геометрию перехода. Коаксиальный вход будет иметь не тот же Wave_Port, а другой - одномодовый. При этом будет иметь место преобразование TEM-моды коаксиала во все(!) три моды антенны и соотвественно обратно. Антенна будет работать как многомодовый излучающий резонатор.


А что вы называете результатом ? S-матрица будет точно разная, можете посчитать и убедиться.
ДН - тоже будет отличаться, хотя может и не так заметно. Это будет зависеть от конкретной частотной
точки, как я уже писал преобразование мод имеет резонансы.


Дело не в усложнении, а в правильности описания модели. Если вас интересует только примерный
вид кривой отражения S11, да ее профиль примерно сохранится, но частностей (ака резонансы) вы не увидите.


Да ну, Core Duo 3 GHz, 8 Gb это отнюдь не суперкомпьютер по теперешним меркам. Все решается и сходится.


Это все верно, если порт истинно одномодовый, а преобразование мод происходит позже, на расстоянии от порта. Если же порт многомодовый, то считать его одномодовым - принципиально неверно.
В этом случае HFSS просто считает, что у вас для высших типов вместо порта, стоит КЗ.
Если хотите, можно это проверить на простенькои примере с помощью Design Studio, в ней можно закоротить конкретные моды на входах.


Давайте разбираться что написано:

"Линии калибровки определяют направление полей в порту"
- Можно нарисовать вверх, можно вниз - будет разница фаз +- pi. Я об этом и писал.

"Если у вас больше одной моды - определите калибровочный линии для каждой из них, поскольку
направление эл. полей различно для каждой моды"
-Тоже верно. Иначе HFSS сам назначит(!) эти направления, только произвольным образом. В результате
будем иметь S-матрицу , которая при сшивке может дать несуществующий скачок фазы на pi (!).

Еще раз - на интегральные параметры, как то потери в структуре, назначение или нет линий калибровки никак не влияет,
так как при их расчете происходит усреднение по периоду, а от начально фазы они(потери) не зависят.





Почему хитрая - сферу вроде как проще задавать, чем куб.
Я не знаю что правильнее. Мне интуитивно кажется, что сфера более естественная граница для
Radiation Boundary. Она изотропна по всем направлениям. К тому же сфера обладает
минимумом поверхности при заданном объеме - экономим на сетке
Хотя могу и ошибаться...

Какой смысл? Вы же утверждали, что: "Все указания фирмы ANSOFT относятся только к одномодовым(!) простейшим конфигурациям. Может спросить их техсаппорт по этому поводу..."
Вам дали прямую ссылку на хелп программы о необходимости обязательного назначения Линий Калибровки в случае многомодовой запитки. Читайте внимательно документацию и не хайте зазря саппорт уважаемого производителя.
Вы выложили модель с здоровенной окружностью поверхности в сечении порта и тремя модами, без указания каких либо калибровочных линий. Ну и где результаты расчетов проделанных вашим замечательным "Core Duo 3 GHz, 8 Gb" по сей модели? Очень сомнительно, что в данном случае: "Все решается и сходится".



В случае со стрип-антеннами Driven Terminal работает и ничуть не хуже.


Я и сам иногда меняю запитку микрострип-линии с использованием модели коаксиального перехода. Разница результатов объясняется только потерями на преобразование типов волн и длиной коаксиала. Можете применить deembeding, тогда разница фаз устранится.


Всё-таки вы не поняли. Дело не в том, как нарисовать линии: "вверх или вниз", а в том где их нарисовать, в каком месте приложить потенциалы. В случае одномодового режима при поверхности порта на торце коаксиала, программа конечно не облажается и сама всё верно назначит, но при многомодовости запитки ваш "Core Duo" начнет считать черт-знает что и выдаст либо левый результат, либо "Adaptive solution, process solver: Insufficient memory".
Вы то сами знаете: Каким образом осуществить трехмодовую запитку этой антенны?
Я, например, нет! Даже ума не могу приложить, где там нарисовать Integration_Lines для оставшихся 2-ой и 3-ей моды. Ну и что вы хотите от программы?

Давайте все таки по делу разговаривать, а не смысл искать. Я думаю многим это будет интересно.


Вы взяли фразу из контекста. Там подрузамевались указания насчет задания порта для stripline.
Да, эти указания даны в предположении одномодовости порта.


Где там слово обязательный (must или have to) ? В хелпе говорится, что задавая integration line для многомодовых портов - задавайте их отдельно для каждой моды, а не одну для всех.
Можно и вообще их не задавать, если вас не интересует S-матрица, а нужны только поля, к примеру.


Читаю внимательно, да. Производителя не хаю и никогда этого не делал.
Почему так сложно признать, что чего-то не знаешь или не понимаешь ? Я с удовольствием
изменю свою точку зрения, если вы мне аргументированно докажете свою позицию, насчет того,
что многомодовый порт можно заменить одномодовым без потери точности в расчетах.
Вы с этим утверждением спорите ?


Все относительно. Посмотрите как далеко вываливаются поля во 2-й и 3-й модах. Именно полями и
определяется прежде всего размер порта с открытой внешней границей. Они должны достаточно
затухать, чтобы не испытывать возмущения.


Нажмите для просмотра прикрепленного файла Нажмите для просмотра прикрепленного файла Нажмите для просмотра прикрепленного файла

Нажмите для просмотра прикрепленного файла Нажмите для просмотра прикрепленного файла Нажмите для просмотра прикрепленного файла


Уточните, одномодовой микрострип-линии ?


Какие потенциалы ? Мы обсуждаем Driven Modal Solution, нет ? HFSS сам решает 2D-задачу и находит моды порта, без вашего участия. Он лишь не может определить их начальную фазу, для этого и вводятся calibration lines. Еще раз, вводить их необязательно, если вам не нужна S-матрица для дальнейших расчетов. Все интегральные параметры будут посчитаны верно, независимо введете вы calibration lines или нет.
Более того, задавать Driven Terminal Solution (как вы советуете) можно только для TEM или quasi-TEM волн. В данном случае да, моды 1-я и 2-я - quasi-TEM волны, а вот 3-я мода
уже имеет продольную компоненту поля и вы ее возбуждение с помощью Driven Terminal никогда точно не опишите. Опять таки quasi-TEM означает, что данная мода тоже имеет продольную составляющую, но она пренебрежимо мала до определенных частот на которых и можно использовать линейное возбуждение. То есть, задавать такой тип порта для микрополоска, работающего на высоких частотах также неверно.


См. выше. Все будет посчитано верно.


Я не делаю собственно дизайн антенны, а лишь советую, как бы я считал данный конкретный случай.
Если вы подведете коасиал, то он будет возбуждать все три моды, поскольку TEM волна коаксиала имеет компоненту Е-поля, совпадающую с таковой у каждой из 3-х мод.


Calibration lines рисуются так, чтобы они совпадали по направлению c E-компонентой каждой моды порта.
Если порт сложного сечения и невозможно заранее предугадать конфигурацию поля, то тогда
вначале делается расчет Solve Ports Only, смотрятся поля и соответсвенно назначаются линии калибровки.

Глядя на выложенные результаты сложно предположить, что всё "посчитано верно".
Солвер застопорился на максимально разрешенном вами пятом пасе и заложенный вами критерий сходимости дельта-S так и не достигнут

Как бы я считал в HFSS эту антенну.
Выбор типа порта в HFSS при расчете антенн часто бывает проблемой. Вполне вероятно, что волноводный обеспечивает большую точность для расчета S-пар-ров по ср. с сосредоточенным. Но разместить его в структуре удается далеко не всегда. Люмпед порт применяется очень часто.
В данном случае использование волноводного порта само по себе уже закладывает несимметрию ДН. Грубо (для рад. бокса вместо сферы): 5 поверхностей - рад.граница на расстоянии лямбда на четыре -все замечательно, но последняя! Мало того, что она на нулевом расстоянии от излучающей структуры, так еще и неизвестно (мне) как ее учитывает и за что принимает HFSS при расчете поля в дальней зоне. Думаю, ожидать симметрии ДН в такой модели не приходится. Да еще и в столь специфичной структуре - с толстым высокопроницаемом ковером.
Автор куда-то делся, наверное второй core докупает или память

Нажмите для просмотра прикрепленного файла

Пока автор "с горя ищет core":), предлагаю ещё один вариант запитки патча - снизу.
navuho конечно опять скажет: " Мол размеры порта малы и поля будут испытывать возмущение", но мы то знаем - симметричность ДН в этом случае должна быть выше

Думаю, это слишком сильное упрощение модели. Если взять только патч, совсем без питания, и каким либо образом возбудить его, то очевидно, что и для основной моды (поллямды по длине) и для всех остальных ДН будет абсолютно симметрична в двух плоскостях. Несимметрию вносит только питание. А вот уже насколько - это вопрос. Рискну предположить, что для в данном случае согластованной с обоих концов линии (неважно, квази ТЕМ она или что другое) излучать сильно она не должна и внести сильное искажение ДН не сможет. При запитке коаксиалом снизу это влияние будет еще меньше и шансы на симметричность сильно возрастают
Кстати, а какая ДН получается в Вашей модели?

А автор тут пробегает иногда, только, похоже, стесняется почему-то

Позволю не согласится. Обычно подложка не является волноводом и поэтому не вносит искажений в излучение патча. Здесь же я вижу, что ДН складывается из двух факторов - излучение от патча и излучение от самой подложки (!), которая по сути является волноводом с открытым концом.
Посмотрите на ДН такого волновода для разных мод :
Нажмите для просмотра прикрепленного файла Нажмите для просмотра прикрепленного файла

Они отнюдь не симметричны и будут вносить существенные искажения в ДН исследуемой геометрии.
Даже если запитать патч только одной TEM-модой полоска, то все равно на стыке произойдет
преобразование ее в другие два типа волн подложки. Полной симметрии излучения, я считаю, в такой антенне принципиально не будет.
Буду благодарен, если вы объясните ваше видение физики излучения данной геометрии.
То есть, почему ДН должна быть симметричной ?

Полной симметрии в E-плоскости данной модели с любым реальным питанием конечно не будет, запитать патч в центре невозможно. Только размер этой несимметрии для практического применения будет пренебрежимо малым. Superstrate часто применяется в т.ч. и для увеличения направленности одиночного излучателя, примеров много, то, что нашел насвкидку:

Effect of dielectric protecting superstrate on radiation pattern of microstrip patch antenna

Да и тут кое-что есть, в т.ч. и ДН излучателя с ковером:
Microstrip Antenna Design Handbook (Artech House Antennas and Propagation Library)
by P. Bhartia (Author), et al. s.291-294

Странно, что в своей модели Вы все-таки оставили H-симметрию в одной плоскости, или, именно в ней симметрия таки есть? Кстати можно попробовать облучить модель вообще без фидера plane wave по нормали к излучателю и посмотреть, что будет.

Разве увеличение направленности не есть нарушение симметрии ?


Спасибо, данная статья полностью подверждает то, что я вижу в расчете.
"Thick superstrate ... will drasstically changed the shape of radiation pattern".
В данном случае, это тем более выражено, так как подложка очень широкая - возможны волны с несколькими вариациями по сечению диэлектрика.


Наличие H-plane определяется симметрией питания. Поскольку скорее всего это коаксиал, то я и назначил магнитную симметрию.
А вот если делать уже инженерный расчет, с учетом погрешностей и допусками, то придется считать полную геометрию.
В подложке присутствует и четвертая мода, с E-симметрией, которая тоже будет возбуждаться и излучаться при несимметрии ввода питания.
Вроде все. Спасибо MasterBo за пищу для размышлений и дискуссии

Спасибо за интерес к моему вопросу.


Действительно пробегаю и пытаюсь переварить информацию

С портом и модами вот нет у меня полной ясности. Вы уж извините за тугодумие и дилетанство, но у меня еще несколько вопросов.

1. Размеры Wave Port
Правильно ли я понимаю, что если вручную явно можно задавать количество мод, то можно не ограничивать сверху размер порта, главное чтобы выбранное число мод смогло "протиснуться" ?Например, нас интересует только одна мода, тогда можно смело задавать размер порта, равный сечению Radiation Boundary и не заморачиваться (если, конечно, есть core duo )

2. Количество мод
Правильно ли я понимаю, что количество мод, которые необходимо явно задавать, зависит от способа запитки антенны?
По умолчанию вроде бы предполагается, что в линии питания распространяется только одна мода, от высших мод стараются избавиться. И предположим, что такой линией запитывается моя антенна. Тогда при задании Wave Port необходимо задавать только ОДНУ МОДУ. Далее, если структура антенны многомодовая, то одна мода порта преобразится во много мод в антенне. Так, как писал уважаемый andybor И если получаются допустимые параметры, то все счастливы и пишут статью в научный журнал
Другое дело, когда мы уже знаем, что структура многомодовая, а результаты при запитке одномодовым портом получились неудовлетварительными. Тогда мы говорим, ага!, давайте сделаем многомодовую питающую линию, тогда у нас будут дополнительные степени свободы и возможно мы получим допустимые параметры. И в этом только в этом случае мы и задаем МНОГОМОДОВЫЙ ПОРТ, как предлагал уважаемый navuho

Только вот здесь у меня как-то не стыкуется в голове. Поясните, пожалуйста, физику процесса.
Пусть у нас есть волновод, в котором распространяются три моды.
И есть второй волновод, в котором распространяется одна мода, но на конце которого сделан переход на волновод большего размера, в котором распространяется три моды. Будет ли одинакова структура поля на выходе простого и составного волноводов? На примере моей антенны выходит, что структура поля будет разной.



Проект navuho с излучающей границей в виде сферы у меня запоролся при заданной точности в 0,001
После этого я уменьшил точность в 10 раз. При точности в 0,01 мой core duo 3GHz, 3.50GB of RAM мучался примерно часа 4.
Результаты получились почти анологичными тем, что выкладывал navuho
Потом я задал только одну моду и запустил симуляцию. ДН отличается значительно.
Извините, картинки выложу немного позже.


Еще не успел посчитать Вашу модель.



К сожаленю, возможна запитка только полосковой линией.

Ну и еще, собственно я взялся за такую модель антенны, прочитав о положительном опыте японских коллег.

https://www.ntt-review.jp/archive/ntttechni...tr200509033.pdf

У них все получилось.
Я моделировал структуру с четырьмя и восемью дополнительными patcham'и (parasitic patches), с ДН естественно та же петрушка.

Пока продвинутые форумчане ищут истину в "увеличении числа мод требуемых для расчета чудо-патча", я запитал модель обычным 50-омным сосредоточенным портом и получил следущие результаты, похожие на предложенные EVS ещё две недели назад. Результат более-менее правдоподобный, на первый взгляд, вряд-ли что можно ещё высосать играя назначением портов с большими размерами и несколькими модами.
Решение на обычном P4-3.2GHz/1gb_RAM заняло 13 минут.
К сожалению, нет времени просвипировать верхний слой диэлектрика по толщине, чтобы сравнить её влияние на диаграмму.

М-да... похоже, продолжим (хотя, кажется, отдельный топик был бы уместнее).
andybor
Ваша модель отличается от моей только сдвигом порта от края подложки внутрь, что, в принципе, корректнее. Но, результат аналогичный
Про "... структура антенны многомодовая ...". Да любая структура многомодовая! Хоть коленвал от трактора. Конкретно для патча: волна TMxy - x- количество полудлин волны по одной стороне, y- по другой-простейшая модель. Для фунд. моды - TM01. Вводим еще моду - количество полудлин волны до ground'ы, получаем TMxyz, вводим еще - количество полудлин до верхнего края верхней подложки - получаем TMxyza, вводим еще - количество полудлин до левого края подложки - получаем TMxyzab ну и т.д. Только какое отношение это имеет к порту? Это определяет только рез. частоту, распределение тока, поля в ближней зоне и, естественно ДН на этой частоте. Хотя, если Вы сумеете как-то привинтить эту антеннку к волноводу и сознательно загнать в оный три, четыре, пять.... мод и это Вам действительно нужно, тогда да, так и надо моделировать.
Бегло просмотрел разработку японских коллег. Питание в смещенном центре, через виа, линия снизу- ничего похожего. Считали методом моментов да еще и с беск. землей. В МоМ в принципе невозможно задание количества мод в портах. Просмотрел пару статей из референсов. Там считают конечной разностью во временной области. В известных мне реализациях (XFDTD и Fidelity) задание количества мод в портах там также нет.

Да, я с вами согласен. Смысла устраивать могомодовую запитку через Wave_Port тут не имеется, если нет спец-требований к источнику. Да и городить тот-же Wave_Port огромных размеров, пытаясь что-либо выжать не нужно, тем-более Ансофт настоятельно рекомендует не гнаться за размерами портов:
" ..if meeting the height and width requirements outlined result in a rectangular aperture bigger than λ/2 on one dimension, the substrate and trace may be ignored in favor of a waveguide mode."

Рамеры Wave Port с открытыми границами определяются по спаду полей мод порта.
Граница должна быть расположена достаточно далеко, чтобы не вносить искажений.
Я уже писал об этом.


Количество мод зависит только от самого порта, сколько их там распростаняется, столько и нужно задавать. HFSS не может заранее этого знать, поэтому и стоит по defult только одна мода.
Если вы задаете число мод меньшее, чем на самом деле, то вы должны понимать, почему вы это делаете. Наверное, есть случае когда это применимо, но в общем - это неверно (!).


У вас не нарисована одномодовая линия питания, поэтому я за таковую считаю всю подложку вместе с полозком. И она эта лини - многомодовая. Вы пишете, что питание только через strip-line, но у вас то она идет вместе с подложкой, которая тоже - ВОЛНОВОД. Разделите их где то (уменьшите ширину и высоту верхнего и нижнего субстрата) и только тогда можно будет говорить об одномодовой запитке.


Конечно структура будет разной ! Это целое исскуство, как сделать переход на многомодовый волновод, сохранив только одну основную моду. Это специально нужно оптимизировать.


Не удивительно, слишком большой объем. Для такой точности точности вам понадобится уже 64 GB



Так у них все размеры даны для тефлона с eps=2 ! Я уверен, что для LTCC субстрата с eps=7 все толщины уменьшены, хотя в статье про это и не говорится.



Где у вас этот источник ? Я не понимаю. Терминальное возбуждение не есть реальный физический источник питания. Реально это всегда волновод. Допускаю, что вы это держите в голове, как само собой разумеющееся. Но я то этого не знаю. Нарисуйте полную схему питания.


Почему это любая ? Все зависит от размеров, не вижу логики.


Никакого не имеет отношения. Я про сам патч ничего и не писал.
Вы забыли про толстый субстрат, который является ВОЛНОВОДОМ. Только он и определяет многомодовость порта в данном случае.


Да она уже привинчена ! Нарисуйте мне РЕАЛЬНОЕ ПИТАНИЕ, это совершенно все изменит.
Пока что, я его не вижу, а назначать терминальное возбуждение для многомодового порта, это ни чем не обоснованное упрощение модели. Я уже писал, что не специалист по антеннам и их практической реализации, поэтому сужу строго по модели, а у нее порт - МНОГОМОДОВЫЙ !

Лень рисовать, честно. Всё уже давно нарисовано в ансофтовых бумагах.


Зря вы видите во всём "заговор мод"
Так можно и любой кусок текстолита назвать "диэлектрическим волноводом".
Ваша идея по многомодовой запитке через круговую поверхность больших размеров, без указания Integration_Lines, только усложняет задачу и дает кривой результат: "При точности в 0,01 мой core duo 3GHz, 3.50GB of RAM мучался примерно часа 4."
И не удивительно, сам Ансофт в своих рекомендациях по назначению портов указывает: "Protects mode ordering, sets phase reference, and prevents mode ‘precession’ around circular waveguide (WC) ports".!!!
Решение при одномодовой запитке более похоже на реальное и занимает всего 13 минут, на куда более-скромной PC-конфигурации.

Дайте линк.


Ну прочитайте же вы книжку по электродинамике, сразу станет легче разговаривать.
Такое ощущение, что у вас несомненно большой опыт проектирования, а внятная теоретическая база отсутствует.
Нельзя "любой кусок текстолита" назвать волноводом. Волноводом является только то, что имеет решение уравнений Максвелла в виде направленных волн.


Integration Lines НЕ НУЖНЫ в данном случае. Можете посчитать с ними и без, разницы не увидите. И почему вы решили, что результат кривой, только потому, что комп считал 4часа ?

Не нужно выдергивать фразы из контекста без понимания того, о чем написано.
При чем здесь круглый волновод и прецессия мод ? Поймите, в СВЧ нет универсальных решений,
слишком много степеней свобод. Каждое указание относится только к конкретному случаю.




Вы знаете реальное решение ?
Вы прочли эту статью : hxxp://www.geocities.com/reza_afzalzadeh/00132761.PDF ?

C:\Ansoft\HFSS10\Help;
http://www.ansoft.com/products/hf/hfss/



Ну-ну. А ещё можете открыть истину, что "порождаемый напряжением ток обратно пропорционален сопротивлению, которое ему приходится преодолевать"
Если диэлектрический предмет, типа прямоугольного куска текстолита, имеет резкие границы от окружающей среды(воздух, вакуум), то нет никаких препятстий, чтобы по нему распространялась волна. Рассказывать вам как её туда загнать, и какова её минимальная частота, не стану, а то вы ещё скажете, что я диплом купил в переходе метро



Да нет, мне на первый взгляд уже сам ваш результат не понравился - слишком далёк от ожидаемого для обычного патча.
Судя по 5-ти летнему опыту общения с HFSS, если программа на простой модели начинает свопить часами, то ничего хорошего не получится. Либо ошибка в расчетах, либо ошибка в модели. Обычный патч, пусть даже и с наклейкой в виде диэлектрикой пластины, считается за 10-15 минут. Результат, как правило, совпадает с макетом на 90-95%. Проверено не раз в хорошей чамбер-камере хорошего западного университета.



А никто ничего не выдергивает. Вы внимательно почитайте. Речь идет не о конкретном круглом волноводе, а о назначении порта с поверхностью в форме круга, как у вас в модели. Круглая форма поверхности порта подразумевает виртуальное подключение круглого волновода. Если в вашей модели не ожидается прецессии мод, то можете её не предовращать, но всё остальное соблюдите, а то потом будете "кусать локти" и хаять производителя.
Фраза взята из инструкции Ансофта по назначению портов и относится ко всем моделям без исключения. Если вам в лом порыться в фирмовых закромах, я могу выслать её вам.



Тем более непонятно. Вы нарисовали больших размеров порт с кучей мод, без их назначения, и ожидаете, что программа сама, по некому универсальному алгоритму, откалибрует порт относительно каждой моды и начнет расчет поля в модели. Кстати! Расчет поля в поверхности порта основан на решении этих самых, как вы сказали, уравнениях Максвелла
Если вы такой большой специалист по электродинамике, то должны хотя-бы догадываться, что правильность и вообще наличие решения зависят от правильности задания граничных условий.
Это, кстати, относится и к назначению портов в HFSS.



Прочел. Содержание пока не противоречит результату моделирования и похоже на правду.

Ничего более конкретного вы указать не можете ?


Уже ближе к истине. Вы признаете, что есть критическая частота, ниже которой "диэлектрический предемет" уже не будет концентрировать в себе поле и распространение
волны станет невозможным. То есть он, "диэлектрческий предмет", уже не является волноводом на докритических частотах. Это, замечу, сильно облегчает жизнь при проектировании strip-lines, поведение которых на высоких частотах есть вещь уже достаточно нетривиальная. То же самое происходит при увеличении толщины или eps субстрата. У вас уже не одномодовая линия, которой можно смело назначать terminal port, а нестандартный многомодовый волновод. Вы такие вещи, похоже, никогда не считали, а эффекты от них могут быть самые неожиданные. Вот мне интересно посмотреть все таки, как вы будете в реальности запитывать сей патч, так, чтобы возбудить только одну низшую моду ? Нарисуйте или объясните.



Это не обычный патч.


На простой модели, да. В конкретном случае, вы сами упрощаете модель без достаточных на то обоснований.


Вы разницу в портах с открытой границей и замкнутой не видите, нет ? Замечу, что это совершенно разные вещи.


Прям так и написано - "For all type of ports without exclusion" ? Приведите первоисточник.


Выложите ее здесь, все и прочтут


Да как же вас убедить то, что не обязательно назначать calibration lines ? В конце концов, посчитайте
сами с назначением и без и сравните результаты. Увидите, что ничего не изменится. Можете даже
произвольное направление задавать, все равно результат (S11 ) не поменяется с точностью до -+ 180 гр по фазе.


Задав сам порт и число мод в нем, вы тем самым уже определили все необходимые граничные условия.
Все, этого достаточно (!) От того как вы нарисуете линию, конфигурация поля в порту никак не изменится. Устал уже, честное слово, вам это доказывать.


С фразой, что толстая подложка сильно изменяет ДН, согласны ? Почему это происходит, понимаете ?
В этом случае данная антена уже далеко не обычный patch, а некий гибрид, свойств которого вы
ab initio знать не можете.

Всё там есть - и статьи, и презентации, и обзоры. Если нет диареи от кнопки "Поиск" , можете ей воспользоваться.



Не успеваю следить за ходом вашей мысли - вы сами несколько дней назад утверждали, что: "многомодовая запитка нужна только для сшивания матриц".



Стандартная запитка микрострипа, через Лампед_порт. Описана во всех учебниках и материалах по программе.



А что там такого "непростого" в этом патче? Что там такого напихано, чтобы обсчитывать его 4 часа и получить черт-знает что? Кусочек диэлектрика сверху? Так я дилектрический резонатор с е=40 сверху на патч клеил. Двадцать минут счёту при одномодовой запитке и ручном мешировании, и полное сходство макета с моделью.
По моему, вы наоборот слишком усложнили задачу, запарили себе и автору мозги.
Можно и с Ленинградского вокзала на Казанский не через подземный переход, за пять минут добраться, а пешком по Садовому, тоже наверное часа 4 выйдет. Вроде цель та же, но что в итоге? Потеряно время, устали физически, и самое главное - на поезд опоздали



Який вы упорный хлопец. Обязательно вам подай: "have to, must, ..without exclusion".
Вы наверное и с женой также - "Милая, вытри носик дочке, и обязательно рукой. Только рукой! Без исключений - рукой!!!":)



Теперь не выложу. Из вредности.
Не люблю когда люди ленятся, ждут блюдце с каёмочкой. Всё на сайте! Больше будете искать - больше узнаете.



Для простой модели, при нормальных размерах порта, согласен. Достаточно указать Line только для основной моды. Но в случае вашей модели - сильно сомневаюсь, больше привык доверять собственому опыту и рекомендациям саппорта.

Учитесь отвечать за свои слова. Если читали, знаете, приведите ссылку. Я за вас искать не собираюсь, и не нужно приплетать физиологию, не к чему она тут.

У меня все ходы записаны !© Не нужно писать отсебятины.

Уточняйте - одномодовый микрострип и не будет никаких возражений

Вы статью читали ? С выводами согласны ?

"using thick superstrate ... will drastically change the shape of radiation pattern into two or three lobes,
depending on the thicknesses of superstrate"

Не кусочек, а толстая пластина, которая является многомодовым волноводом в плоскости питания антены. Диэлектрик, наклееный сверху патча, отнюдь не аналог.

Який вы нелогичный парубок. Я всего лишь перевел ВАШЕ утверждение на английский, а теперь вы его же мне и приписываете (?).

Детсад.
Еще раз. Для Driven Modal анализа никаких "Line " указывать необязательно, можете проверить на собственном опыте.

Поскольку обсуждение выродилось во флейм, давайте закончим на этом.

Спасибо всем, кто помог советом, в особенности navuho и andybor

Я тоже предлагаю закрыть тему.
Сказано было уже достаточно много. Мне остается лишь проверить на практике и выяснить, кто прав.
Если накопаю что-нибудь инетересное, выложу на форуме.

Всем доброе время суток.
Еще вопрос к уважаемым участникам форума: Стоит задача иследовать взаимное влияние полосковых линий на плате. Посоветуйте пожалуйста, как задавать условия возбуждения, если полоски расположены достаточно близко ( тоесть при размерах порта порядка нескольких ширин проводника они будут перекрываться..)
И еще один вопрос: в прицепе модель в которой рассматриваются переходы линии одна над другой (идея честно не моя, предложено технологом который мало работал с СВЧ). Буду признателен за ВСЕ коментарии к ней...
Заранее спасибо...

Приветствую!
Так взять и для запитки развести полоски в стороны, а потом, если надо, сдвинуть плоскости портов.

Честно говоря пока не встречался с пересечением линий (только если на спиральной индуктивности). Завтра попробую узнать делают так или нет. А что у Вас за кусок меди никуда не подключенный - экран какой-то что ли?

Кстати, ну как баги в HFSS 9.2, описанные мной, не появлялись?

Люди,кто-нить с пин диодами работает? Я тут вопросик задавал, если не лень взгляните пожалуйста!

По поводу рядом расположенных линий и портов для них, есть вроде в Getting Started, посмотрите, где про задание размеров порта для полосковых линий!
Модель помотрел. А для чего такая штуковина, если не секрет, один конец болтается и такое странное пересечение линий это вообше космос..., такой поворот полоски на 90 градусов не очень . Попробуйте шаг свипирования уменьшить, сдается мне, что там у вас резонансов будет. Никогда ничего подобного не видел.

По порядку....
- развести для запитки полоски в стооны конечно можно, но тогда это будет совсем другая система... и что Вы понимаете под "сдвинуть плоскости портов?"
- это не моя конструкция, это придумка технолога которому "не хочется разводить плату в плоскости "
мое мнение это бред, но надо было посчитать...)
- "кусок меди" задумывался как экран, но до конца эта идея прорисована не была....
- пока баги не вылезали... может у меня версия удачная? или карма хорошая..))



- разумеется данная "штуковина" не имеет реального приложения, модель была создана для обоснования технологу невозможности двуслойной разводки через тонкий слой диэлектрика ( мое мнение) так ка получается сильная связь между перекрещивающимися полосками....
- "конец болтается" если вы о среднем полоске, то это остатки от поиска конструктивного решения по развязке линий, пока не удален....

- почему поворот "не очень"? можете порекомендовать другое решение для разводки? буду за него весьма признателен..
- шаг свипования.... попробую, хотя пока вычислительные ресурсы ограничены

благодарю за внимание...

Ну да, это что-то с чем-то! До такого извращения, наверное, еще никто не доходил. В месте пересечения линиий, верхняя из них вообще теряет смысл микрополоска - где у нее земля (?) (для этого по-видимому висящий кусок меди и предполагался, но как его заземлить - это та еще задача! ) Да и нижняя линия при наличии сверху диэлектрика и земли непонятно что собой представляет (на СПЛ вроде как похожа).

Смещение плоскости портов - это пост-обработка результатов моделирования. При этом вы смещаете плоскости отсчета фазы вдоль регулярной линии от расположения порта (проще говоря, смещаете порт, хотя на модели он стоит на месте). При этом из общего решения для структуры, вычитаются решения для отрезка регулярной линии, длиной равной величине смещения плоскости фаз. Это называется deembed в свойствах портов. Удобная штука, однако! Вот надо мне было как-то посчитать кучу отрезков микрополоска разной длины на предмет S-параметров, я посчитал для одного, а потом простым смещением плоскостей отсчета за доли секунды нашел S-параметры для всех остальных длин.

Не поделитесь кармой? Что самое непонятное, этот баг не поддается никакому предсказанию - может появиться, а может и не появиться.

Если полоски расположены близко, то уже нельзя рассматривать их одиночное возбуждение. Нужно задавать один большой порт и несколько мод в нем. Реальное возбуждение можно будет описать суммой этих мод с разными амплитудами и фазами. Далее, становится важным, как вы все это дело будете запитывать, от этого и будет зависеть, в каких пропорциях вы возбудите моды вашего объединенного порта.


При такой толщине подложки, проводники передают мощность, как однопроводная линия (так и нужно ?).

Средний подвешенный полосок работает как резонатор (фильтр ) для линии S56.
Нажмите для просмотра прикрепленного файла Нажмите для просмотра прикрепленного файла

Все развязки примерно на уровне -10..-30 дБ
Нажмите для просмотра прикрепленного файла Нажмите для просмотра прикрепленного файла

Благодарю уважаемых navuho и EUrry за крайне полезные замечания.... Теперь надо с их учетом еще раз все обмозговать....