Jump to content

    
Pir0texnik

Вопросы по CST

Recommended Posts

1 hour ago, Monika Witty said:

2. Как задать поглощение отраженной волны, при этом зарегистрировав её профиль? Предполагаю, это в настройках волноводного порта необходимо указывать.
3. Какой функцией программы можно оценить импеданс диода?

2. Не совсем понятно что надо задавать. В принципе волноводный порт и так поглощает всё что не потерялось/излучилось и если солвер временной - то регистрирует профиль поглощенной волны. Волноводный порт слишком самостоятельный, в нём особо то и настроек нет. Но почти всегда можно выкрутится через схематик - там и комплексный импеданс принудительно задать можно и уровень/фазу отражения задать.

3. Импеданс можно посчитать из S-параметров. Либо на вкладке постпроцессинга S-parameters calculations если посчитана полная матрица S-параметров, либо в постпроцессинге вручную через mix template results.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Здравствуйте. Была поставлена задача узнать индуктивность 10-витковой катушки на частоте 100 кГц в CST. Модель нарисовал. Не получается запустить. Появились вопросы:
1) Какие порты лучше использовать и как их ставить?
2) Какие граничные условия задавать?
3) Можно ли использовать MW?
Скрин модели прикреплен.image.thumb.png.7fdae198ae5f0c845c13bbf70b597b64.png

Share this post


Link to post
Share on other sites

Если для дела, то рекомендую https://coil32.ru/calc/one-layer.html.

Если в учебных целях, то изложите свои соображения по этим вопросам. Что такое MW?

Share this post


Link to post
Share on other sites
57 минут назад, LMA сказал:

Если для дела, то рекомендую https://coil32.ru/calc/one-layer.html.

Если в учебных целях, то изложите свои соображения по этим вопросам. Что такое MW?

В учебных целях. MW - имеется в виду инструментарий. Microwaves.
Пробовал моделирование в разделе Low Frequency, но там у меня не получалось задать материалы проводников.
Из соображений - отрисовал модель в AutoCad, импортировал. Попробовал поставить волноводные порты на вход и выход и CST дает ошибку, якобы порт находится внутри проводника. Подумал, что проблема в разбиениях. Выставил сетку в 300 МЛН ячеек на модель 2х1х1см. Ничего не изменилось. Попробовал дополнительно достроить цилиндры из CST на выходы катушки, дабы исключить возможность плохого экспорта из AutoCAD. Также было принято решение поставить дискретный порт от грани 1-го вывода к грани 2-го. В таком случае выдается ошибка того, что симулятор не находит никаких материалов, кроме идеального проводника (катушке из чистой меди). Была добавлена подложка вдали от катушки. Ничего не изменилось.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Из википедии:

Волново́д — искусственный или естественный направляющий канал, в котором может распространяться волна. При этом поток мощности, переносимый волной, сосредоточен внутри этого канала или в области пространства, непосредственно примыкающей к каналу.

Внутри идеально проводящего провода волна не может распростряняться.

Т.е. если использовать волноводный порт, то он должен касаться воздуха и обоих проводников. Но тут больше дискретный порт подходит.

А вы задали какие-нибудь материалы кроме идеального проводника? Тут что у вас?

Screen%20Shot%202012-08-21%20at%201.04.0

 

Но вообще, высокочастотный решатель такие задачи очень плохо решает. Может быть, низкочастотный лучше справится, но я не пробовал.

Share this post


Link to post
Share on other sites
5 часов назад, DesinusMan сказал:

1) Какие порты лучше использовать и как их ставить?

обычные СВЧ решатели решают S-матрицы многополюсников.

катушка не является многополюсником. Чтобы в СВЧ решателе посчитать дискретный элемент - надо включить его в схему, и косвенно по тому как этот дискретный элемент изменяет S-параметры многополюсника высчитать индуктивность.

Сложность как раз дорисовать недостающую схему, т.к. сама схема обладает тоже распределенными индуктивностями и ёмкостями и будет искажать измерения (подобно паразитным ёмкостям и индуктивностям измерительного щупа).

Поэтому специально для таких случаев создали другие методы решения, условно говоря их можно назвать CG+RL решатели или решатели первичных параметров линии. Или "извлекатели принципиальной схемы замещения" в более общем случае (если элемент не гомогенный и его CGRL параметры распределенные). В низкочастотных решениях (Ansys Maxwell) извлечение схемы замещения - основной метод решения проблем.

Для гомогенных (бесконечных) линий в HFSS есть тип решателя 2D Extractor, он выдает CGRL (и всё что производное от них - скорость, Zo, затухание и т.д.) параметры.

Для негомогенных 3 мерных объектов в Ansys HFSS есть Q3D Extractor. Граничные условия там главных два - Sink и Source, сток и исток. На торцевые сечения изделия назначаются стои и исток.

Есть ли точный аналог Q3D в CST я не знаю, в этом whitepaper описаны способы измерения индуктивности и в CST и в HFSS

https://scholarsmine.mst.edu/cgi/viewcontent.cgi?article=6421&context=masters_theses

В случае CST они дорисовывали полную цепь включения и считали S-матрицы и косвенно через Z-матрицы высчитывали ёмкость или индуктивность или схему замещения.

Для расчета обычным full-wave решателем через дискретные порты и S/Z матрицы надо создать замкнутый путь для тока. Все такие пути будут вносить нежелательные индуктивности/емкости, выбор конкретной топологии зависит от формы изделия

srf01.png

1036082_original.png

 

Быстрый пример как в Q3D Extractor (Ansys HFSS) измерить индуктивность

https://www.youtube.com/watch?v=yKLcO0d1u9I

 

Edited by yurik82

Share this post


Link to post
Share on other sites
5 часов назад, LMA сказал:

Из википедии:

Волново́д — искусственный или естественный направляющий канал, в котором может распространяться волна. При этом поток мощности, переносимый волной, сосредоточен внутри этого канала или в области пространства, непосредственно примыкающей к каналу.

Внутри идеально проводящего провода волна не может распростряняться.

Т.е. если использовать волноводный порт, то он должен касаться воздуха и обоих проводников. Но тут больше дискретный порт подходит.

А вы задали какие-нибудь материалы кроме идеального проводника? Тут что у вас?

Screen%20Shot%202012-08-21%20at%201.04.0

 

Но вообще, высокочастотный решатель такие задачи очень плохо решает. Может быть, низкочастотный лучше справится, но я не пробовал.

Тут точно также. Ничего нет. Компоненту присваивал материал (чистую медь).
А как нужно тогда дискретный порт задавать? Задавал так, как показано на скрине. Получалось вот что...

image.thumb.png.bf90a86b53b123a93ca9290d2e2978b9.png

Edited by DesinusMan

Share this post


Link to post
Share on other sites
5 hours ago, DesinusMan said:

Ничего нет.

По умолчанию там PEC. Вы точно на Normal заменили?

Дискретный порт задали правильно.

Убедитесь в том, что катушка находится в воздухе и не касается границ расчетной области.

Share this post


Link to post
Share on other sites
12 часов назад, LMA сказал:

По умолчанию там PEC. Вы точно на Normal заменили?

Дискретный порт задали правильно.

Убедитесь в том, что катушка находится в воздухе и не касается границ расчетной области.

Помогло расширение границ расчетной области. Спасибо большое за ответ! Расчет на день +/-
Жду результатов.

Share this post


Link to post
Share on other sites
5 часов назад, DesinusMan сказал:

Расчет на день +/-

14 секунд в Q3D

1036361_original.png

1036773_original.png

1037346_original.png

 

1037067_original.png

 

И за пару минут свип индуктивности и ёмкости по шагу намотки катушки (диаметр провода 4 мм, шаг 5 мм это межвитковый зазор 1 мм)

1037742_original.png

 

Файл проекта: https://drive.google.com/file/d/1FmqK_9qAPOeW2jPCMXcPlRkhELgecSt3/view

Edited by yurik82

Share this post


Link to post
Share on other sites
14 hours ago, yurik82 said:

Файл проекта:

А для конических индуктивнойстей нет ли подобного? Еще бы была возможность ферритовый сердечинк вложить, но тут проблемы с адекватными библиотеками материала на СВЧ. Основаня задача- не измерение индуктивности, а поиск паразитных резонансов. Поэтому частоты до 40 ГГц.

Share this post


Link to post
Share on other sites
1 час назад, khach сказал:

А для конических индуктивнойстей нет ли подобного?

да что угодно рисовать можно, хоть импортом из других CAD. Спираль с переменным радиусом в HFSS делается через параметр "Radius Change per turn" в команде CreateHelix. 

1037913_original.png

 

По ферритах маловероятно нарыть реальную библиотеку свойств в широкой полосе частот

https://exxelia.com/uploads/PDF/u-series-v1.pdf

Edited by yurik82

Share this post


Link to post
Share on other sites

Здравствуйте ! Вопрос по моделированию зеркальной антенны. Можно каким-либо образом получить ДН зеркальной антенны в промежуточной области (а заодно и КУ)?. Например , имеется антенна диаметром зеркала D=2R , имеется полигон протяжённостью, скажем 70м, но он не удовлетворяет условию ДЗ для данной антенны (2D^2/lambda),но есть измерение этой ЗА на данном полигоне, то бишь в промежуточной зоне, хочется смоделировать и хоть как-то сравнить с экспериментом . Моделировал для ДЗ стандартными средствами (гибридным солвером: двунаправленный методом и однонаправленным ) гл.луч похож , нули -нет, однако не моделировались крепежные тяги облучателя. 

И ещё непонятка: пытался смоделировать «в лоб» одним солвером (временным)параболу и облучатель - получал вместо диаграммы дичь какую-то (дН разваленная), мб мощности не хватило для меш разбивки нормальной?

Share this post


Link to post
Share on other sites

в HFSS такую задачу можно просто решить на ПК очень малой мощности, если использовать комбинацию разных регионов:

  • FEM или FIT/FDTD расчет только небольшого граничного условия вокруг облучателя (так, как бы считали только его как одиночную антенну)
  • зеркала/отражатели (любое количество) - нарисованы как двумерные кривые (без задания толщины), с слоем PerfectE или FiniteConductivity и на них назначен регион с методом решения MoM (IE-region, ACA-solver)
  • на любом конечном удалении рисуем самый простой диполь (предварительно подобрав его размеры под резонанс и выставить сопротивление LumpedPort чтобы VSWR=1), он будет вторым портом модели (первый - облучатель)

Этот измерительный диполь двигаем как угодно и смотрим коэффициент передачи S(1,2). Корректируем на направленность измерительного диполя (2.13 dBi для тонких диполей или фактическое значение измерить на этапе подбора его резонанса) и по формуле Фрииса высчитываем фактическую направленность в направлении на измерительный диполь.

Считаться будет очень быстро и очень точно на очень слабом железе, потому что сетка будет только на поверхностях, всё пространство между ними (сколь угодно большие расстояния) ни считаться ни мешироваться не будет - по методу моментов будут считать наведенные токи.

В CST и FEKO есть всё то же самое. В CST называется Hybrid Solver Task

Цитата

The Hybrid Solver Task allows the Time Domain, Frequency Domain, Integral Equation and Asymptotic Solvers to be linked for hybrid simulation. For simulation projects that involve very wide frequency bands or electrically large structures with very fine details, calculations can be made much more efficient by using different solvers on different parts. Simulated fields are transferred between solvers through field sources, with a bidirectional link between the solvers for more accurate simulation.

Также учитывайте, что когда какая-то структура находится в ближней зоне - её импеданс не равен импедансу в свободном пространстве (в дальней зоне). Она рассогласовывается (если КСВ например в свободном пространстве был 1, то в ближней зоне другой антенны не будет 1). Ваша методика натурного измерения предполагает что измеренная мощность была принята на паспортный импеданс антенны для этой частоты. Но фактический мог отличаться. Хотя напряженность поля в месте установки измерительной антенны и могла оказаться предсказанной решателем - натурная антенна примет другое значение (больше или меньше, в зависимости улучшился или ухудшился КСВ по сравнению с паспортным).

 

Также не забывайте, что отражатели могут ухудшать кросс-поляризационные свойства. Не забывайте отдельно смотреть ортогональные компоненты поля и не забывать, что если приемная антенна линейной поляризации, то она видит только ту компоненту в которой ориентирована. Если часть энергии ушла в ортогональную поляризацию из-за несовершенства зеркал, фазировки - то измерительная антенна это увидит, и в симуляторе надо контролировать не только Total, но и осевые компоненты

Edited by yurik82

Share this post


Link to post
Share on other sites
11 hours ago, Ferz said:

измерение этой ЗА на данном полигоне, то бишь в промежуточной зоне, хочется смоделировать и хоть как-то сравнить с экспериментом

Как-то пришлось решать эту задачу в FEKO, там просто отрисовал сегмент дуги нужным радиусом, на которой мониторилось поле ближней зоны. Вполне аналогично можно поступить и в CST, но точно не скажу может ли CST считать сразу поле на кривой или надо будет хотя бы монитор поля в плоскости залегания этой кривой просчитать.

11 hours ago, Ferz said:

Моделировал для ДЗ стандартными средствами (гибридным солвером: двунаправленный методом и однонаправленным ) гл.луч похож , нули -нет, однако не моделировались крепежные тяги облучателя.

Главный луч то будет похож почти всегда, а вот испортить нули и боковики будут пытаться сразу несколько факторов - не совсем дальняя зона поднимет боковики и приведет к затеканию нулей, но тот же эффект можно достичь выносом облучатель из фокуса. Если крепежные штанги не учтены, то уровень померянных боковиков тоже будет отличаться. Качество геометрии зеркал также имеет определяющее значение, так что может дело совсем и не в полигоне.

Попробуйте вместо гибридного, а тем более временного солвера посчитать интегральным

Share this post


Link to post
Share on other sites

Join the conversation

You can post now and register later. If you have an account, sign in now to post with your account.

Guest
Reply to this topic...

×   Pasted as rich text.   Paste as plain text instead

  Only 75 emoji are allowed.

×   Your link has been automatically embedded.   Display as a link instead

×   Your previous content has been restored.   Clear editor

×   You cannot paste images directly. Upload or insert images from URL.