"Неправильный" сплиттер в HFSS? Опции

[GrayCat]

Возникла задача: отдавать Инет по Wi-fi удаленно на 200м, а также раздавать его по квартире. Буду ставить одну "точку" и две антенны: остронаправленную наружу, + секторную по дому. Соответственно, нужен сплиттер.

Решил повтрить конструкцию http://www.lan23.ru/wifi/psplit.html (вариант с квадратным коаксиалом). Поскольку проволоки ровно 2.3мм под рукой нет, дай, думаю, пересчитаю его под другой диаметр (в моем случае 1.6мм либо прямоугольная медная шинка 2.1х3.4мм).

Считаю в AppCad размер "оплетки", рисую модель в HFSS... И абблом. Фигня какая-то получается... Ладно, думаю, дай-ка я помоделирую "исходник" - описанную YU1AW конструкцию. Что бы вы думали? - тоже ничего хорошего. КСВ 2.5 по входу, коэффициент передачи -8дБ от входа к "веткам"...

Хорошо, пакет HFSS позволяет задавать модели параметрически, а потом эти самые параметры "прогонять по сетке". Так я выяснил, что при длине центрального проводника 71мм (а не 56мм как у автора) получаются как раз хорошие 1.15 КСВ и -3.1дБ от входа к каждому из выходов.

Отсюда вопросы: Может, это я просто по молодости неправильно использую HFSS? Вроде, конструкция простая, ошибиться негде, единственное, в чем я не уверен - задание портов для сигналов.

Или же на самом деле действует какой-то "коэффициент удлиннения"? Ведь на столь коротком отрезке (L/4) вполне может просто еще не установиться волна, как-то будут влиять вводы-выводы кабеля...

Какие будут мысли?

В свободное от досуга время замоделировал "простейший" вариант сплиттера - с Lumped портами на концах и в середине центрального проводника. Все получается, "идеальная" длина проводника 63мм - два по 31.5мм, четверть волны . Вариант же с "питанием" от "коаксиалов" дает 71мм...

Я собираюсь сделать оба варианта, и как-то их заценить.... Модель прилагаю.

Прикрепленные файлы

 Splitter_YU1AW_2a.rar ( 10.56 килобайт ) Кол-во скачиваний: 113

 

[EVS]

Возникла задача: отдавать Инет по Wi-fi удаленно на 200м, а также раздавать его по квартире. Буду ставить одну "точку" и две антенны: остронаправленную наружу, + секторную по дому. Соответственно, нужен сплиттер.

А не проще ли на обычном текстолите сваять обычного Вилкинсона с нормальной развязкой между выходами? В описанных конструкциях изоляция будет отвратительная и при работе с реальными антеннами может создать совершенно ненужные проблемы.

[GrayCat]

А не проще ли на обычном текстолите сваять обычного Вилкинсона с нормальной развязкой между выходами? В описанных конструкциях изоляция будет отвратительная и при работе с реальными антеннами может создать совершенно ненужные проблемы.

Не подкажете реальные характеристики "обычного текстолита"? Весь форум полон жалоб на "отфонарность" и разброс параметров FR-4 и советских аналогов... Наиболее стабильный и надежный в любительских условиях диэлектрик - воздух!

Но спасибо за наводку, почитал на страничке Wilkinson power splitters теорию этого дела, вдохновился. А то везде только голые картинки "штанов", но нигде не написано как ЭТО работает. Попробую помоделировать "воздушный" вариант.

[EVS]

Не подкажете реальные характеристики "обычного текстолита"? Весь форум полон жалоб на "отфонарность" и разброс параметров FR-4 и советских аналогов... Наиболее стабильный и надежный в любительских условиях диэлектрик - воздух!

Не буду спорить
В нижнем ISM диапазоне для Вилкинсона на FR вполне реально получить дополнительные потери из-за всех неидеальностей диэлектрика не более 0.5dB по сравнению с тем же поликором. Это данные реальных измерений.

[-Sage-]

по мосту Вилкинсона хорошая статья, может пригодиться
 01126617.pdf ( 663.75 килобайт ) Кол-во скачиваний: 239

[saulius]

Считаю в AppCad размер "оплетки", рисую модель в HFSS... И абблом. Фигня какая-то получается... Ладно, думаю, дай-ка я помоделирую "исходник" - описанную YU1AW конструкцию. Что бы вы думали? - тоже ничего хорошего. КСВ 2.5 по входу, коэффициент передачи -8дБ от входа к "веткам"...

неувязочка у Вас . Не может быть КСВ 2,5 и передача -8дБ при разумных материалах. КСВ 2,5 дает потери на отражение 1дб , две ветки - 3дБ - итого передача на ветку -4дБ.

Не имея измерительного прибора вряд ли Вы словите КСВ лучше 2 . Да и нет особого смысла это КСВ улучшать , ибо ширпотребный разъем и кабель приблизительно такое имеет .

[GrayCat]

неувязочка у Вас . Не может быть КСВ 2,5 и передача -8дБ при разумных материалах. КСВ 2,5 дает потери на отражение 1дб , две ветки - 3дБ - итого передача на ветку -4дБ.

Да это я к примеру приводил, приблизительно. Важно не это, а то что близкий к идеальному результат (КСВ 1.05, передача -3.05дБ, опять-таки, примерно) получаются при длине плеча "коаксиала" существенно бОльшей L/4=31мм, примерно 35мм.

Не имея измерительного прибора вряд ли Вы словите КСВ лучше 2 . Да и нет особого смысла это КСВ улучшать , ибо ширпотребный разъем и кабель приблизительно такое имеет .

" - Лучше, конечно, помучаться..." © красноармеец Сухов

[EVS]

близкий к идеальному результат (КСВ 1.05, передача -3.05дБ...

Ваш сплитер представляет собой обычное Т-соединение, полностью согласованное по входному порту двумя четвертьволновыми 70-Омными отрезками. При этом оба выходных порта теоретически будут иметь КСВ ну никак не лучше 3 (это примерно 25% потерь) при развязке между собой всего 6dB. Трудно назвать подобное сооружение "идеальным". Особенно для Ваших целей.
Кстати, в HFSS разумно задать H-плоскость симметрии, считаться будет шустрее .

[saulius]

Ваш сплитер представляет собой обычное Т-соединение, полностью согласованное по входному порту двумя четвертьволновыми 70-Омными отрезками. При этом оба выходных порта теоретически будут иметь КСВ ну никак не лучше 3 (это примерно 25% потерь)

доп. потери при обратном прохождении сигнала не появляются. Если были 3,1дБ с центра на ветвь , то таким -же будет с ветки на центр .

при развязке между собой всего 6dB. Трудно назвать подобное сооружение "идеальным". Особенно для Ваших целей.

Сомневаюсь , можно ли это назвать развязкой. Развязкой это можно было бы назвать если при любом сопротивлении на другом конце -в тестируемом конце ослабление ухудшалось в даннном случае на 25% по мощности. Но если второе четвертьволновое плечо будет например отсоединено (если не считать длину разъема) - сигнал будет полностью блокирован , ибо образуется КЗ на входе.

Да это я к примеру приводил, приблизительно. Важно не это, а то что близкий к идеальному результат (КСВ 1.05, передача -3.05дБ, опять-таки, примерно) получаются при длине плеча "коаксиала" существенно бОльшей L/4=31мм, примерно 35мм.

то , что длина получается другая -ничего странного. Имеют влияние отрезки подсоединения разъемов и конфигурация самого разъема.
Например у сплитера (в виде четвертьволнового трансформатора), который мы выпускаем - длина отрезка всего 25мм , а в конце, где сходятся 2 разъема есть емкостной шлейф 5мм , чтоб компенсировать индуктивности ножек разъемов.

Сообщение отредактировал saulius - Feb 5 2008, 09:03

[EVS]

доп. потери при обратном прохождении сигнала не появляются.

И к чему это заявление? Я утверждал обратное?
Сопротивление выходных портов в центре будет равно ровно 150 активных Ом. Ослабление на проход -3dB формируется отражением от этих портов на -6dB (четверь мощности уйдет обратно в данном случае в антенну) плюс прохождение в соседний выходной порт так же -6dB. Остальные 3dB пройдет на вход.
Вилкинсон же рассеит все "лишнее" на резисторе, без отражений, обеспечив и согласование и развязку.

Сомневаюсь , можно ли это назвать развязкой.

Напрасно сомневаетесь. Если привычнее, назовите это "изоляцией". Те же, только впрофиль.

[saulius]

И к чему это заявление? Я утверждал обратное?
Сопротивление выходных портов в центре будет равно ровно 150 активных Ом.

наверно Вы имеете в виду 100Ом .

Ослабление на проход -3dB формируется отражением от этих портов на -6dB (четверь мощности уйдет обратно в данном случае в антенну) плюс прохождение в соседний выходной порт так же -6dB. Остальные 3dB пройдет на вход.

да, так и будет - значит тогда я вас плохо понял.

Напрасно сомневаетесь. Если привычнее, назовите это "изоляцией". Те же, только впрофиль.

Я бы это назвал проходными потерями между выходами. Назвать развязанными выходы , когда нагрузка на одном выходе может полностью убить сигнал от другого выхода - язык не поворачивается. Вот вилькинсон , хоть и не со 100омным резистором - развязку имел бы.
Термины - дело договорное . Если ситуацию со сплитером договорились называть развязкой - значит это развязка . Я это развязкой не называл бы.

Сообщение отредактировал saulius - Feb 5 2008, 16:44

[EVS]

наверно Вы имеете в виду 100Ом .

Я имел в виду именно то, что написал.

Вот вилькинсон , хоть и не со 100омным резистором - развязку имел бы.

Именно со 100омным резистором Вилкинсон будет иметь развязку в Вашей трактовке термина.

[GrayCat]

Ваш сплитер представляет собой обычное Т-соединение, полностью согласованное по входному порту двумя четвертьволновыми 70-Омными отрезками.

Именно. Хотя бы по входному.

При этом оба выходных порта теоретически будут иметь КСВ ну никак не лучше 3 (это примерно 25% потерь) при развязке между собой всего 6dB. Трудно назвать подобное сооружение "идеальным".

Под "идеальным" я в посте выше понимал только согласование со стороны входа.
Для выходов "развязка" не так уж важна - там сами антенны должны, по идее, слабо взаимодействовать.

Кстати, в HFSS разумно задать H-плоскость симметрии, считаться будет шустрее .

Хорошо. А где? Где разместить эту плоскость? Можно ли ею пересекать порт? И почему "H" а не "E"? Уж просветите новичка, пожалуйста.

то , что длина получается другая -ничего странного. Имеют влияние отрезки подсоединения разъемов и конфигурация самого разъема.

Во-от, я тоже их и заподозрил. Как я уже писал, если сигнал подавать Lumped-портами прямо на центральный проводник, то все сходится - 30.5мм каждое плечо. Думаю, если бы разъемы поставить "коллинеарно" с проводником, их контакт служил бы его "продолжнием". Но чисто конструктивно это будет несколько... м-мм.. ...проблематично. Плюс, "входной" разъем посередине все равно не удастся так сделать.

Например у сплитера (в виде четвертьволнового трансформатора), который мы выпускаем - длина отрезка всего 25мм , а в конце, где сходятся 2 разъема есть емкостной шлейф 5мм , чтоб компенсировать индуктивности ножек разъемов.

А можно чуть подробнее про шлейф? Попробую у себя его "примоделировать"

--+--

В общем, ситуёвина следующая. Нужен был сплиттер. Я нашел в сети вариант с "квадратиком" на микрополосках, нашел (как я теперь уже знаю - Вилкинсона ) печатным способом "штаны" на микрополосках со 100-омным резистором (вот этот резистор заставил меня думать, что там будут "лишние" потери). Больше всего понравилась конструкция с 70-омными "коаксиалами" (понравилось отсутствие резистора ), даже начал делать. На первый взгляд, конструкция показалась неплохой, с объяснениями работы и "рекомендациями лучших Wi-Fi-водов". Только того провода 2.3мм не оказалось, дай думаю "перемоделирую" на что-нибудь из имеющегося. И получил вот такое вот несоответствие длины, да еще осознал полное рассогласование ветвей, из-за которого потери будут не меньше чем у Вилкинсона.

Так что я решил: " - А не замахнуться ли нам, на Вильяма нашего Шекспира?" то бишь на Вилкинсона? Сейчас я моделирую в HFSS сплиттер по типу "кольцевого делителя" (как он называется в советской литературе) на медном полоске в коробочке с воздухом. Задачу я поставил, чтобы конструкцию можно было легко повторить в "любительских" условиях, без спец. приборов. Поэтому диэлектриком будет воздух.

Хотел поначалу рассчитывать "симметричную полосковую линию", но что-то при подводе сигнала разъемом через "крышку" получаются очень уж корявые и непредсказуемые результаты. Сейчас делаю полосок в 2 мм от поверхности в коробке высотой 15мм (чтобы верхняя крышка особо не влияла). Получается лучше.

Кто что посоветует? А то в потемках шарюсь...

[GrayCat]

Вот что я сейчас мучаю:

Будет работать?

[saulius]

Я имел в виду именно то, что написал.

откуда сопротивление 150 Ом в центре? 50 Ом через четверть волны 71 Ом линии дает 100 Ом.

Именно со 100омным резистором Вилкинсон будет иметь развязку в Вашей трактовке термина.

Это понятно . Но если испортить мост и поставить другое сопротивление , например чтоб переход между лечами был те же 6 дБ , как в сплитере - у моста все равно свойство не влиять на работу другого леча будут другими (лучше) , чем у сплитера. Это я к тому , чтоб выяснить , можно ли применять термин "развязка" по отношению к сплитеру , или это свойство можно связывать только с термином "направленность".

Во-от, я тоже их и заподозрил. Как я уже писал, если сигнал подавать Lumped-портами прямо на центральный проводник, то все сходится - 30.5мм каждое плечо.

если хотите "ловить блох" порты надо задавать реальных размеров.

А можно чуть подробнее про шлейф? Попробую у себя его "примоделировать"

просто линия передачи не заканчивается с ножкой разъема а идет на несколько мм дальше .

Кстати , если имеете возможность выводить разъемы выходов в противоположные стороны , то самая простая конструкция сплитера будет не Т образная , а просто 25Ом линия у которой на одном конце один разъем , а на другом два .
Сколько приходилось общаться с безпроводниками - они не видят практической разницы между сплитерами и мостами/ответвителями.