[Demich 0]

Здравствуйте. Собственно сама задача в теме.
Дано:
- некий диод Ганна, с советским негустым описанием в паспорте "диапазон частот и верхняя граница выходной мощности". Всё.
- сам генератор, конструкция которого подобна изображению на картинке, которую взял где-то здесь а форуме.
- интересующая частота 9,40-9,50 ГГц.
- мощность 22 дБм.
В дальнейшем хочется добавить варикап, для электронной подстройки.

 

Вопрос даже не в проектировании с нуля генератора. Поначалу хотелось бы просто добиться схожих зависимостей частоты от внутренней геометрии генератора в модели и реального генератора: подстроечного стержня, расстояния до задней стенки.Трудность в том, что не могу правильно замоделировать работу генератора. Или не хватает понимая, или что-то не так делаю. Использую Ansys Electronic Desktop, познания скудные, но промоделировать простые волноводы хватало, и Microwave Office.
Что делаю.
1 порт помещаю между двумя клеммами для Ганна.
2 порт вешаю непосредственно на выход генератора. 
Двухпортовую матрицу скидываю в microwave Office. Снимаю Pharm с порта2, на 1 подключаю источник сигнала (порт, с указанной для диода Ганна мощностью из паспорта)
Моделирую в некоем диапазоне частот полученную схему. Явной частотной палки на выходе не вижу. Двигаю и построечным стержнем, и расстоянием до задней стенки. Закономерности АЧХ не намечается. Лишь только резкий спад АЧХ может сдвигаться. Уровень мощности почти в 2,5 раза меньше, чем в жизни. Видимо, потому что она "распределена" по частотам.

В Ansys ставлю Lumped Port везде. Пробовал с нормированием и без нормирования к 50 Ом. При экспорте использую нормировку к 50 Ом. Или на конце, подсоединяемом к волноводу, порт 2 нужно ставить Wave port?
Понимаю, что частотную сетку стоит делать погуще, но нет временных ресурсов долго ждать результатов расчётов, пока нет уверенности в правильности моделированИЙ.

Так же не понятно, что можно включить "вместо" диода Ганна, учитывая что параметры его практически не известны (см. начало). Правильно ли сделано в Microwave Office?
Буду признателен за любые дельные советы.

[khach 33]

Не получится адекватная модель. В первуо чередь из за того что диод Гана на этих частотах уже нельзя моделировать эквивалентной цепью. Надо разбираться с внутренним конструктивом диода, т.е учитывать влияние керамического изолятора и форму электродов корпуса. Сам кристалл полупроводника и контакты ккристаллу  на Х диапазон еще можно заменять эквивалентом, на более высоких частотах приходится и кристалл включать в симуляцию.

Найдите горелый диод, разломайте, измерьте размеры, определите диэлектрическую проницаемость материала изолятора. Порт поставьте вместо кристалла, но он будет очень низкоомный - единицы ом.

[makov 0]

3 hours ago, Demich said:

 

Demich, могу за небольшие деньги отправить Вам для разборки, изучения и моделирования конструктива промышленный генератор на диоде Ганна 3-х сантиметрового диапазона с волноводным выходом 10х23 мм, с механической перестройкой (8-11 ГГц), вых. мощностью порядка 25 мВт и варакторным диодом для подстройки 1-2 %. Если заинтересует, пишите в личку.

[Demich 0]

6 часов назад, khach сказал:

Не получится адекватная модель. В первуо чередь из за того что диод Гана на этих частотах уже нельзя моделировать эквивалентной цепью. Надо разбираться с внутренним конструктивом диода, т.е учитывать влияние керамического изолятора и форму электродов корпуса. Сам кристалл полупроводника и контакты ккристаллу  на Х диапазон еще можно заменять эквивалентом, на более высоких частотах приходится и кристалл включать в симуляцию.

Найдите горелый диод, разломайте, измерьте размеры, определите диэлектрическую проницаемость материала изолятора. Порт поставьте вместо кристалла, но он будет очень низкоомный - единицы ом.

Так, вот уже что-то более выделенное по частоте появилось, как порт сделал 1-2 Ом. Спасибо. Но до реалий пока далеко.

А моделировать эквивалентной цепью и нет возможности - параметров-то я не знаю) Поэтому и вставил в Microwave office порт с мощностью на частоты. А керамика корпуса окажет существенную роль?

4 часа назад, makov сказал:

Demich, могу за небольшие деньги отправить Вам для разборки, изучения и моделирования конструктива промышленный генератор на диоде Ганна 3-х сантиметрового диапазона с волноводным выходом 10х23 мм, с механической перестройкой (8-11 ГГц), вых. мощностью порядка 25 мВт и варакторным диодом для подстройки 1-2 %. Если заинтересует, пишите в личку.

Спасибо, но не нужно. Мне бы свой занести как-то в электронную модель, чтобы там ковыряться :)

[khach 33]

2 hours ago, Demich said:

А керамика корпуса окажет существенную роль?

Керамика заполняет процентов 10 сечения волновода, так что прикинье влияние на частоту. Но еще она влияет на связь диода и ЭМ поля резонатора. Особенно если предполагается подстройка положения диода по высоте. В старые времена просто крутили подстроечные винты до достижения максимума мощности. Возможно для некоторых конструкций существовали экспериментально снятые номограммы.

Вот посмотрите дисер https://core.ac.uk/download/pdf/40021111.pdf

но там другой корпус диода само собой. Ну и большая часть модели самого полупроводникового прибора посвящена.

[Demich 0]

А такой тип решения как Eigenmode ведь здесь не подходит, я верно понимаю? Поскольку нельзя указать порты.