Jump to content

    

Вопросы по HFSS

Подскажите, есть задача: посмотреть, как излучает антенна из комнаты, на улицу через оконный проем. Можно ли в hfss это реализовать? К примеру через HFSS-IE? Нарисовать комнату, внутри антенну, а снаружи вывести данные о напряженности поля на какую-нибудь плоскость? Диаграмма направленности в дальней зоне показала не правдоподобный результат. И вообще реализуемая ли это задача для HFSS, будут учтены отражения от стен и тд? 

Возможно посоветуете другой софт для данной задачи... 

Share this post


Link to post
Share on other sites

Задача в принципе реализуемая, HFSS учтет то, что вы нарисуете. Чтобы учесть отражения от стен и прочего нужно знать параметры материалов из которых стены и прочее сделаны.

Тут главное самому понимать какие предметы оказывают существенное влияние, а чем можно пренебречь. Например, может быть достаточно нарисовать металлическую оконную раму.

Антенна направленная? Частота какая?

Share this post


Link to post
Share on other sites
7 hours ago, LMA said:

Задача в принципе реализуемая, HFSS учтет то, что вы нарисуете. Чтобы учесть отражения от стен и прочего нужно знать параметры материалов из которых стены и прочее сделаны.

Тут главное самому понимать какие предметы оказывают существенное влияние, а чем можно пренебречь. Например, может быть достаточно нарисовать металлическую оконную раму.

Антенна направленная? Частота какая?

У меня задача больше посмотреть не антенну, а анализ прохождение разных частот. Интересуемый диапазон от 300 МГц до 3500 МГц. Антенну можно использовать обычный диполь, меняя его длину для разных частот, в идеале конечно использовать идеальный излучатель и сразу считать на всех нужных частотах, но на сколько знаю, в hfss такого нет.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Прохождение будет зависеть от антенны. Например, если антенна не будет излучать в сторону стены, то эта стена не будет влиять на прохождение.

При помощи Field Source в HFSS можно задать излучатель с любой диаграммой направленности. Но что такое идеальный излучатель? См. теорему о причесывании ежа :)

Share this post


Link to post
Share on other sites
On 11/30/2019 at 11:25 AM, LMA said:

Прохождение будет зависеть от антенны. Например, если антенна не будет излучать в сторону стены, то эта стена не будет влиять на прохождение.

При помощи Field Source в HFSS можно задать излучатель с любой диаграммой направленности. Но что такое идеальный излучатель? См. теорему о причесывании ежа :)

Про Field Source не знал, спасибо, что подсказали.

Под идеальным излучателем подразумевал точку (антенну) с ДН, как у диполя, но без необходимости подстройки по частоте. Что-то подобное есть в программе Feco.

Share this post


Link to post
Share on other sites

в отдельном субпроекте (может быть проект HFSS или HFSS-IE) сделать антенну, в отдельном субпроекте HFSS-IE - связанное дальнее поле

тип решателя выбирать MLFMM или PO. Обычного ACA хватит только для небольшой структуры

2.thumb.png.6523b3251293c953d8314a1d749e12d5.png

 

Специально для таких задач был разработан отдельный продукт Savant, позже он был интегрирован в Ansys Desktop как Project - Launch Savant

С какой-то версии его можно интегрировать прямо в проект HFSS через Hybrid Regions - Assign - SBR+ Region

 

 

В Savant можно видеть анимацию полей, в IE (ACA / MLFMM / PO) расчет полей не делается, потому что это метод моментов. Есть только параметры дальнего поля (расчет на бесконечной сфере) и поверхностные токи на проводниках.

 

Edited by yurik82

Share this post


Link to post
Share on other sites
On 12/2/2019 at 1:58 AM, yurik82 said:

В Savant можно видеть анимацию полей, в IE (ACA / MLFMM / PO) расчет полей не делается, потому что это метод моментов. Есть только параметры дальнего поля (расчет на бесконечной сфере) и поверхностные токи на проводниках.

 

Спасибо, буду изучать

Share this post


Link to post
Share on other sites

Добрый день! Необходима помощь более квалифицированный специалистов. Хочу запитать следующую структуру и проанализировать для двух случаем: по бокам фаза, внутри земля, и по бокам земля, внутри фаза. Это часть другой структуры, подвод питания к антеннам. У меня проблема с установкой портов, шфсс выдает ошибки. Для lumped port только одна грань должна питаться фазой, reference conductor задается без проблем. При установке wave port выдает ошибку, что его можно только снаружи ставить (на vacuum, как я понимаю), но в моем случае для антенны я делаю radiation плоскость много больше антенны и не могу поставить wave port нормально). Как лучше такую структуру рассчитывать? Какой способ решения лучше выбирать и какие порты ставить.

Какие советы есть по расчёту антенн в шфсс, я новичок, буду благодарен, это ускорит мое продвижение. Заранее спасибо.

Модель.jpg

Share this post


Link to post
Share on other sites
21 час назад, oleg679976 сказал:

 Это часть другой структуры, подвод питания к антеннам

объясните что это должно получиться в натуре, есть сомнения что нарисованное отвечает задуманному

21 час назад, oleg679976 сказал:

При установке wave port выдает ошибку, что его можно только снаружи ставить (на vacuum, как я понимаю)

сама идеология waveport другая. Люмпед это сосредоточенный порт, прилагаем разницу потенциалов к конкретным граням. Как сформируется далее волна (какие будут моды - режимы рапространения) посчитает симулятор.
WavePort предполагает что волна уже сформировалась ранее далеко за пределами нашей модели и пришла в модель уже сформированной.
Нет никаких точек приложения разности потенциалов (напряжения). Задается только плоскость сечения через которую в модель проникает сформированная ЭМ волна

44.thumb.png.ec4158d3570c6158ad4cbcb79b735692.png

Должна в геометрии вашей модели существовать гомогенная (однородная) волноводная линия любого типа (симметричная, полосковая, коаксиальная - неважно) и на торец сечения этого волновода рисуется любое крупное сечение (прямоугольник, круг, эллипс) такого размера, чтобы на краях этого WavePort напряженность Е/Н поля спадала почти до нуля (для полосковых линий ширина такого прямоугольника обычно ставится 5-10 рабочих зазоров).
На периметр нарисованного Вами сечения HFSS принудительно назначает PerfectE отражение, поэтому если размеры нарисованы недостаточно крупные, то отражение от этого PerfectE могут исказить расчеты волновода.

Сосредоточенные порты могут находиться внутри расчетной области (которая обычно ограничена слоем Radiation Boundary)

WavePort должны находиться на границе расчетной области (т.е. сечение WavePort должно быть частью слоя Radiation Boundary)

Чтобы обойти это ограничение и нарисовать waveport внутри - необходимо сзади (оттуда откуда якобы приходит ЭМ волна) нарисовать кусочек материи из материала pec (или хотя бы PerfectE двумерный слой) любой толщины (хоть 0.1 мм). Такое на практике возможно нарисовать только для замкнутых волноводов (коаксиальный или пустотелый волновод). Для открытых линий (полосковые, симметричные) нарисовать нельзя.

Т.е. если линия открытая (полосковая/симметричная) Вам надо дорисовать её вплоть до границы Rad. И там уже назначить на прямоугольник WavePort
Если линия закрытая (полый волновод, в т.ч. коаксиальный) то рисовать до границы не обязательно, можно в конце вставить pec-пробку и на внутреннюю поверхность этой пробки назначить WavePort

Share this post


Link to post
Share on other sites

Три полоска это начало антенн, в университете дали задание запитать и прогнать расчёт так, чтобы в одном случае по бокам была земля, внутри фаза, в другом случае внутри земля, по бокам фаза. Нужно обсчитать сделанный макет просто, а питание макета осуществляется цанговым зажимом, получается нужно использовать сосредоточенный порт из того, исходя из того, что Вы написали.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Для волноводов у которых более 2 ребер касания сосредоточенный порт не подходит. Даже и для 2 проводной линии LumpedPort подходит с некоторым условностями. Например симметричная 2-проводная линия из 2 круглых проводов. В торцевой срез можно подать ЭМ волну через WavePort, а для Lumped port надо 2 ребра касания. На низких частотах, пока эти провода можно считать бесконечно тонкими - можно в боковые грани приложить потенциал генератора. А на более высоких частотах (или более толстых проводах) уже будет погрешность.

Ваши линии все равно куда-то ведут и в жизни к ним будет подключаться какой-то узел перехода или на полосковую или на коаксиальную 2-проводную линию.
Если Вы нарисуете узел перехода, то сможете возбудить его и Lumped портом. Например нарисовать коаксиальный штекер.

Если на даном этапе Вы пока не хотите моделировать узел перехода, а моделировать абстрактную линию которая возникла из ниоткуда - то наиболее универсальный и правильный метод возбуждения волноводных линий - WavePort.

На торец линии рисуете прямоугольники в 5 раз больше ширины линии и в 5 раз выше зазора в линии

44.thumb.png.369d8048ee1414d2481aaf4417f76c1f.png

Но если эти оранжевые прямоугольники лежат не на слое Rad, то получите такой код ошибки:

    [error] Port refinement, process hf3d error: Port 1 is assigned to an internal face.  Only allowed with lumped ports..

Если удлините линию или уменьшите слой Rad чтобы волновой порт был "дыркой" из внешнего мира в модель,

44.thumb.png.ddd721ecda1990e7c3678a4e061c1a30.png

то расчет пройдет

 

но учтите что для сильно излучающих структур (у которых излучение это первостепенная задача а не паразитное явления через которое проходит <1% энергии) граничный слой не должен приближаться менее чем лямбда/4 (а для хорошей точности по импедансах вообще желательно не менее лямбда/2) к излучающим элементам антенны.
т.е. вы должны продлить свою волноводную линию хотя бы на 1/2 лямбды от антенны и вонзить её в Rad слой

 

Такие длинные линии могут неоправданно усложнять модель - тратится большой вычислительный ресурс только на саму линию (количество тетраедров сетки в этой линии легко может превысить количество всех остальных тетраедров модели. Поэтому практически в расчетах антенн стараются избегать детализации узла питания, линия передачи. А считают сосредоточенный порт как можно ближе к активном элементу (прямо в его рабочем зазоре).

 

Edited by yurik82

Share this post


Link to post
Share on other sites
1 час назад, yurik82 сказал:

вы должны продлить свою волноводную линию хотя бы на 1/2 лямбды от антенны и вонзить её в Rad слой

Можно сделать проще,

В установке Wave порта в параметре Deembed указать расстояние.

HFSS посчитает.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Спасибо за ответ, стало намного яснее, но не до конца)

 

Дело в том, что я смоделировал структуру с узлом питания, осуществив ввод мощности сосредоточенным портом, расчёт прошёл успешно. Проблема в том, что мне хочется исследовать импеданс антенной структуры, которую я считаю, то есть без питающего узла. Я рассчитывал, что можно это рассчитать каким-то образом.

 

Из вашего сообщения я понял, что для такого случая подходят только волновые порты. Правильно ли я понял, что антенны в модели должны быть далеко от Radiation Box, а вот эти полоски можно вогнать прямо на грани и там ставить волновой порт? Еще вопрос, получается мне с помощью Reference Line необходимо задать моду, которая будет идти в порт? Или мода выбирается сама? Я новичок, help читаю, но прогресс медленный(

 

Подскажите пожалуйста как метод расчёта для антенн лучше: modal или terminal?

6 минут назад, Александр Мылов сказал:

Можно сделать проще,

В установке Wave порта в параметре Deembed указать расстояние.

HFSS посчитает.

Спасибо за ответ,  это делает решение проблемы более удобным, буду знать)

Share this post


Link to post
Share on other sites
3 минуты назад, Александр Мылов сказал:

В установке Wave порта в параметре Deembed указать расстояние.

Нет, это совсем другое.

1) Независимо есть ли в модели WavePort или нет - для антенн слой Radiation Boundary надо рисовать на расстоянии не менее lambda/4, а для хорошей точности даже lambda/2 от излучающих поверхностей.

2) WavePort нельзя нарисовать внутри расчетной области. Получите ошибку 
    [error] Port refinement, process hf3d error: Port 1 is assigned to an internal face.  Only allowed with lumped ports..

По общему правилу, порт WavePort должен лежать на области Rad.
Из этого правила есть исключение (хак) - если волновод замкнутый (пустотелый или коаксиальный) то он может находиться внутри расчетной области, но позади него обязательно радо разместить заглушку из идеального проводника (или материал pec или назначить на поверхность условие PerfectE).

Если эти правила не выполнить - расчет просто не запустится.
Олег не может использовать "хак" с заглушкой, потому что у него открытая линия.

Опция De-Embed это пост-процессинг опция, для ренормализации S/Z матриц с учетом заданного в этом поле расстояния.
Тогда виртуально (без пересчета модели) почти мгновенно делается пересчет S/Z параметров с учетом длины этого волновода (с учетом затухания в нем, трансформации волнового сопротивления, учет изменения фазы и т.д.)

Share this post


Link to post
Share on other sites
1 час назад, yurik82 сказал:

вы должны продлить свою волноводную линию хотя бы на 1/2 лямбды от антенны и вонзить её в Rad слой

Мне казалось, что Radiation мы должны ставить далеко, подразумевая, что мы смотрим ДН на этих плоскостях, а ДН мы смотрим в дальней зоне, разве не так? Уточняющий вопрос: PML_radiation (прямо название из шфсс) и Radiation, которое фигурирует в обсуждении - это одно и то же или нет? Просто есть PML_radiation в ветке Boundaries, а есть, как я понимаю, сфера из ветки Radiation в дереве проекта.

Руководствуясь действиями разработчика в серии видео ANSYS HFSS: Designing a Dipole Antenna с youtube-канала Ansys How To Videos, я сделал Box вокруг структуры, достаточно далеко от всех элементов антенны, выделил все грани и настроил PML Setup Wizard, это правильно?

Edited by oleg679976

Share this post


Link to post
Share on other sites

Create an account or sign in to comment

You need to be a member in order to leave a comment

Create an account

Sign up for a new account in our community. It's easy!

Register a new account

Sign in

Already have an account? Sign in here.

Sign In Now