Перейти к содержанию
    

Форма Radiation слоя для излучающих структур (антенн)

Ansys  давно предлагал 2-3  lambda во все стороны и никаких заморочек. Вот только время и ресурсыю

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

1 hour ago, yurik82 said:

Именно общий принцип как для любых антенн задавать.

Специально для этого предназначен PML.

ab-hfss-perfectly-matched-layer-boundary-automation.pdf

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

1 час назад, LMA сказал:

Специально для этого предназначен PML.

Во всех примерах антенн Ansys используется обычный Rad, везде ящик. Иногда очень близко к антенне (как в примере спиральной "helical_antenna")

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

надо задавать большой объем аирбокса полюбому. где надо сократит. но на границе поверхность бокса засеивать мелким мешем. тут как ни крути, поле от одного конца должно доползти до другого и для этого нужна некоторая точность даже просто в воздухе. зисеивают слой вблизи антенны для сложных поверхностей, чтобы не терять точность в учете емкостей, индуктивностей на неоднорожностях. А сфера для расчета ДН - вообще умозрительная, используется только в фурье преобразовании, на скорость расчета влияет не  ее размер, а количество точек на диаграме. АФАИК достаточно чтобы она была в дальней зоне.

 

А PML-не PML, это от скурпулезности расчетов. Просто есть места где ничего кроме PML не годится, например в волноводах. А в открытой антенне, можно с близким результатом быстрее посчитать без PML на большем объеме.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

yurik82, для полноты картины посмотрите, что получается с PML. Сравните результаты. В случае с PML не надо гадать какую форму поверхности выбрать. Тем более что оптимальная форма может зависеть от частоты.

3 hours ago, Hale said:

АФАИК достаточно чтобы она была в дальней зоне.

Да, конечно достаточно. Но дальняя зона может быть на расстоянии гораздо большем, чем четверть волны.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

PML ещё не пробовал. Вот сравнение для полуволнового диполя с размахом 1000 мм между торцами. Материал - 1х0.2 мм тонкая прямоугольная полоса.

Слой Rad и слой FE-BI - шар, с радиусом L/2 и L (от торца диполя это будет +L*3/4 и +L/4)

Самый правильный ответ по Z-матрице - у MoM, FIT/FDTD метод поближе, HFSS решатель с крупным Rad ошибка небольшая, с L/4 достаточно большая

По Far-Field (направленность главного лепестка) у MoM и FIT ответы близкие к правильным, HFSS решатель с крупным Rad ошибка небольшая, с L/4 достаточно большая

Dip_Split_10mm.aedt

Спойлер

Imped.png.871b9e5a5b4d4199bb2c136a5b006959.png

Gain.png.b02ddaf88f2e75635bbcfeba15e208fc.png

 

Изменено пользователем yurik82

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

http://www.ece.uprm.edu/~rafaelr/inel6068/HFSS/HFSS_Antenna_v2015_v1/workshop_instructions_trainee/ANSYS_HFSS_Antenna_W04_1_Boundaries.pdf

здесь обширное сравнение методов накладывания граничного условия

 

PIFA_W_PML.aedt

PIFA_Training.aedt

Изменено пользователем yurik82

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

15 hours ago, Hale said:

Просто есть места где ничего кроме PML не годится, например в волноводах.

Для чего в волноводах используется PML? Какие еще места бывают?

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

в PML результат по Far-Field наиболее точный (2.10-2.11 dBi), после него самый правильный в MoM

по реактансу у PML самый худший результат, по R отличный

Спойлер

Imped.png.2382538c2aa9d4385a99918efba9c5ca.png

Граничный слой задавал по рекомендациях из Workshop 4-1: Radiation Boundaries

1) начальный бокс - ящик с lambda/10 во все стороны от диполя: 1.4 х 0.42 х 0.42 метра (лямбда = 2.08 метра)

2) PML: Thickness  = lambda/3, minimum radiation distance = lambda/20

Спойлер

PML.png.d4d259ec41a1c0e4380b7dbbe7a85e67.png

 

Dip_Split_10mm.zip

Изменено пользователем yurik82

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

6 hours ago, LMA said:

Для чего в волноводах используется PML? Какие еще места бывают?

иногда, когда их нужно открыть, или заткнуть фрагмент "согласованной" затычкой. разные ситуации бывают. например симуляции призм в раскрыве волноводов и параллельных линий. Так вот обычное излучающее условие не работает в ближнем поле, с затухающими модами и с большими углами падения. А PML худо бедно справляется на заданной частоте. Хотя отодвигать его все равно рекомендуют по тем же правилам.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

Такое большое отличие в импедансе конечно не годится.

Проволочка диаметром 0.2 мм слишком тонкая. HFSS это может не переварить. Лучше взять что-нибудь поближе к реальности - хотя бы 20 мм. Правильные результаты можно определить сильно увеличив воздушную область.

minimum radiation distance - тут ведь lambda/10, а не lambda/20?

Расстояние lambda/10 до PML - это предел. Мне кажется, что лучше брать побольше - lambda/4.

Убедитесь в том, что решение сходится и в том, что сетка на границе с PML достаточно мелкая.

Изменено пользователем LMA

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

3 часа назад, LMA сказал:

Проволочка диаметром 0.2 мм слишком тонкая. HFSS это может не переварить

FE-BI и IE-ACA отлично переварили.

3 часа назад, LMA сказал:

Лучше взять что-нибудь поближе к реальности - хотя бы 20 мм

Тогда возникают неоднозначности в задании порта. LumpedPort в HFSS имеет некую расчетную индуктивность в зависимости от размера прямоугольника. Эта индуктивность сдвигает кривую jX и соотв. частоту резонанса (а соотв. и Rизл т.к. оно зависит от рассматриваемой частоты). Чтобы отключить эту индуктивность надо нажать галочку De-Embed (для LumpedPort). Чтобы было минимум неоднозначностей между разными способами заданий порта, и чтобы свойства диполя были максимально близкие к известным теоретическим свойствам - выбрал тонкий диполь с L/D=1000. И не круглый а прямоугольный чтобы упростить работу, IE-ACA сетка бесится от тонких круглых проводов

3 часа назад, LMA сказал:

minimum radiation distance - тут ведь lambda/10, а не lambda/20?

В примере 0.75 см (lambda/20) хотя на предыдущей странице пишут что лучше >lambda/8. Делал и так и так, с lambda/8 ещё намного хуже

3 часа назад, LMA сказал:

Расстояние lambda/10 до PML - это предел. Мне кажется, что лучше брать побольше - lambda/4.

в учебном примере брали /20 vs /10 vs /4 и везде результат одинаковый. рекомендуют lambda/10

3 часа назад, LMA сказал:

Убедитесь в том, что решение сходится

DeltaS<0.01, хотя количество итераций для схождения выше чем у других методов получилось

3 часа назад, LMA сказал:

сетка на границе с PML достаточно мелкая.

Как и в учебном примере - ставил Length-based = 280 mm (0.135 lambda). На самом диполе во всех примерах тоже Length-based = lambda/55 наложен

 

P.S. взял lambda/4 - по Z-параметрах ничего не изменилось, по Gain выросло до 2.33 dBi (ухудшилось)

Изменено пользователем yurik82

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

9 hours ago, yurik82 said:

FE-BI и IE-ACA отлично переварили. 

Получается, что минимальный  размер конечного элемента порядка 0.2 мм, а максимальный 280 мм. Отношение 280/0.2=1400. Это не есть хорошо - тут либо много тетраэдров надо (долго считать будет), либо тетраэдры плохого качества.

9 hours ago, yurik82 said:

Тогда возникают неоднозначности в задании порта. LumpedPort в HFSS имеет некую расчетную индуктивность в зависимости от размера прямоугольника.

Если делать высоту прямоугольника маленькой (маленький зазор), то получается не последовательная индуктивность, а параллельная ёмкость. Устремив эту высоту к нулю, теоретически можно получить сколь угодно большую ёмкость. Но неоднозначностей тут не возникает - для каждого прямоугольника импеданс антенны вполне определен. Во всяком случае в пределах одного метода решения. А куда сдвигается импеданс - совершенно не важно (если во всех расчетах место запитки остается неизменным).

9 hours ago, yurik82 said:

известным теоретическим свойствам

На сколько мне известно, эти теоретические результаты не точные, а приближенные. Причем для получения этих результатов использовался тот факт, что сечение провода - круг.

9 hours ago, yurik82 said:

В примере 0.75 см (lambda/20) хотя на предыдущей странице пишут что лучше >lambda/8.

Этот параметр - минимальное расстояние от токонесущих элементов до PML. В рассматриваемом случае это расстояние от конца вибратора до PML. И чем это расстояние больше, тем проще реализовать PML.

9 hours ago, yurik82 said:

Как и в учебном примере - ставил Length-based = 280 mm (0.135 lambda).

В рассматриваемом случае даже расстояние от конца вибратора до PML меньше.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

1 час назад, LMA сказал:

А куда сдвигается импеданс - совершенно не важно (если во всех расчетах место запитки остается неизменным).

в других методах не сдвигается. и для непрямоугольного LumpedPort тоже не сдвигается. сдвигается только у прямоугольных LumpedPort в FEM решателе. Формула сдвига есть в справке.

1 час назад, LMA сказал:

На сколько мне известно, эти теоретические результаты не точные, а приближенные.

да вроде точные, получены точные аналитические решения. просто они неприменимы на практике, если получилось например Z=70 +j0, то сделать в реальной жизни такую модель можно только с выходом на симметричную линию 70 Ом. А изгиб этой линии или неравные диаметры диполя и линии будет вносить дополнительную реактивность. в опытах 60-ых годов нагрузка была симметричная линия и результаты совпали с аналитическими решениями

Цитата

В рассматриваемом случае даже расстояние от конца вибратора до PML меньше.

200-210 мм от любой точки диполя до PML, как раз lambda/10 как рекомендуют в Ansys Workshop

Изменено пользователем yurik82

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

23 hours ago, LMA said:

Проволочка диаметром 0.2 мм слишком тонкая. HFSS это может не переварить.

при правильном мешировании, задачи ГУ и условий возбуждения он переваривает все что угодно. Ценой занятой памяти конечно. Но иногда сокращение объектов до эквивалентных проволочек, или плоскостей помогает сократить веремя расчета. Главное - узлы меша, а не размеры.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

Присоединяйтесь к обсуждению

Вы можете написать сейчас и зарегистрироваться позже. Если у вас есть аккаунт, авторизуйтесь, чтобы опубликовать от имени своего аккаунта.

Гость
Ответить в этой теме...

×   Вставлено с форматированием.   Вставить как обычный текст

  Разрешено использовать не более 75 эмодзи.

×   Ваша ссылка была автоматически встроена.   Отображать как обычную ссылку

×   Ваш предыдущий контент был восстановлен.   Очистить редактор

×   Вы не можете вставлять изображения напрямую. Загружайте или вставляйте изображения по ссылке.

×
×
  • Создать...