yurik82
-
Постов
827 -
Зарегистрирован
-
Посещение
Сообщения, опубликованные yurik82
-
-
Опубликовано · Изменено пользователем yurik82 · Пожаловаться
Sheet measurement technique
This is how most soft substrate suppliers measure permittivity. They merely take a very large sheet of known thickness, and measure the capacitance and back out the dielectric constant. So what's the problem? There's actually two problems. First this is (usually) low frequency (MHz, not GHz) measurement (a big sheet won't act like a lumped-element capacitor at X-band!). Again we must point out that dielectric constant may be different at microwave frequencies. The second problem is that the accuracy of the measurement is affected by the ability of the manufacturers to maintain the sample thickness; a 10% thickness tolerance equates to a potential 10% permittivity error.A transformer technique
There's a method that we describe as a rule of thumb for measuring cable length when you know the dielectric constant.However, you could use the same technique to measure dielectric constant of a material if you could use it to construct a long TEM transmission line, if you know the length, and if you can ensure that your measurement is done at a 50 ohm interface.
We figure you could achieve 1% accuracy if you made a stripline measurement this way and included de-embedding standards.
We'll add some math and some "predicted results" to back this up one of these days. The formula is
ER=[c/(2*deltaF*L)]^2
where c is the speed of light in vacuum
deltaF is the frequency differences between two adjacent resonances
Ring resonator techniques
There are two ways to loosely couple to a ring resonator, one is end coupling, the other is edge coupling. The end coupled structure (shown below) provides a passband whenever the ring is a multiple of wavelengths.
The edge coupled technique a "suck-out" is seen in the reflection coefficient (S11) whenever the ring is an integer number of wavelengths. This is behaving like a band-reject filter, sometimes called a spur line filter (a topic we still need to cover!)
This is the preferred method if you ask us, the dips in S11 are very narrowband and therefore the resonant frequency is more accurately known.
Coupled half-wave resonator technique
There are papers on this technique that show you how to measure both the real and imaginary parts of ER.
-
Опубликовано · Изменено пользователем yurik82 · Пожаловаться
56 минут назад, Freesom сказал:Здрасьте, всегда противофазные делители назывались гибридами
это 4-полюсники с 90-градусным сдвигом
A делится на 50% и 50% A-90deg
Б делится на 50% и 50% B+90deg
сигналы А и Б независимы (порты изолированы)
Применяется для создания квадратурных смесителей, квадратурных аттенюаторов и антенн с вращающейся поляризацией (circular polarization)
Балун это 3 полюсник с 180 градусным сдвигом
А делитсяна 50% и 50% A+180 deg
Близкий по смыслу к балунам - “rat race” гибрыдный мост 3dB, 180° Hybrid Ring Couplers (also called “rat race”).
Это тоже 4 полюсник, т.е. содержит как бы сразу 2 балуна для 2 разных сигналов
-
4 часа назад, Freesom сказал:
Зачем называть это балун?
балун отличается от обычного делителя (например моста Вилкинсона) противофазнстью выходов.
Между собой они могут образовать дифференциальную линию. Именно по этой ссылке они разработали балун где каждое плечо такой линии выходит на обычный SMA коннектор.
Где они находят применение я не знаю (написано для "Analog To Digital Converters"), но делают их много фирм, в т.ч. Texas Instruments, Picosecond Pulse
Смысла я не понимаю, если надо 2 коаксиальных кабеля, то почему не проще использовать 1 кабель, а такой балун поставить на другом конце где непосредственно переход на симметричную/дифференциальную линию/нагрузку.
ЦитатаBaluns and single-ended-to-differential conversions are key functions in many electronics applications. For example, state-of-the-art analog-to-digital converters (ADC) are designed for use with differential inputs. Utilization of differential signals with these ADCs improves key performance parameters such as linearity and spurious free dynamic range (SFDR).
-
1 час назад, Freesom сказал:
плюс померять уровень подавления синфазной моды в циферках.
Равность амплитуд (по модулю) в определенный момент фазы (и/или отклонение фазы от 180) - это измерение того же физического явления только в других единицах измерения.
В этой работе измеряли и так и так.
ЦитатаThe measured amplitude and phase imbalance between the two balanced output ports are within 1dB and 4deg, respectively
Well-matched Marchand balun can be achieved with the dimensions at the point C which locates on the solid line of Fig. 2(b) with Z0e = 260Ω
Синфазная мода давится бесконечно когда если бы разность была 0.0 дБ и 0 градусов. За счет того что набегает разность 1 дБ (в процентах это 55% на 45% ) "запорный импеданс" снижается до 260 Ом.
-
7 минут назад, Freesom сказал:
В этом плане настоящий балун - это тот, который делает дифференциальную линию из центрального проводника коаксиала, а потом убирает землю:
все так делают, и Гуанелла, и Марчанд и Рутрофф и "переход" и "дроссель".
Балун на рисунке имеет такой принцип работы:
1) сначала на Т-тройнике мощность делится 50% на 50%
2) одна половина мощности сразу идет на проводник обозначенный +. Вторая половина мощности идет на фазосдвигающую линию с задержкой ровно 180 градусов (пол лямбды).
Если замоделировать аюсолютно любой "переход", "дроссель", "истинный балун как отдельно взятый многополюсник (на небаласный вход один Waveport, на симметричный вход или один Waveport с двумя терминалами или два сосредоточенных порта с 2 терминалами), то можно увидеть те же свойства балуна:
1) каждый из 2 терминалов симметричого конца несет по 50% мощности (S-матрица 1/2 + 1/2)
2) фазы на 2 терминалах смещены между собой на 180 градусов
-
Опубликовано · Изменено пользователем yurik82 · Пожаловаться
11 часов назад, Freesom сказал:Можно соединять все двусвязные линии просто через плавный переход (кстати, именно он у вас на картинке, непонятно с чего его взялись называют балун
"плавный переход" это и есть балун. Многополюсник который делит мощность волны по 50%, а фазу поворачивает на 180. Можно замоделировать отдельно как 2-поротвое или 3-портовое устройство (как мост Вилкинсона) и проанализировать S-матрицу на предмет того, как выполняются эти 2 требования - какова ошибка фазы и какова неравность деления мощности. Наверное можно как-то высчитать и тот самый запорный импеданс, для любителей оценивать качество балуна в таких единицах.
Терминология эта относительно новая, когда Густав Гуанелла патентовал после WW2 свои балуны - он их называл "High-frequency matching transformer". Марчанд называл в 1944 "Transmission-Line Conversion Transformers"
Балун (balanced-unbalanced) появилось как обиходное название, но к концу 1980-ых прижилось:
*в каталогах и даташитах именитых СВЧ производителей сейчас называются именно balun.
* в научных публикациях в рецензируемых международных журналах употребляется слово balun, в т.ч. в названии статьи
* в патентных заявках устройства заявлены как балуны. В последующих патентах на устройства Гуанеллы, Рутрофа, Марчанда ссылаются как на балуныКартинка которую я в первом ответе автору прикрепил - из статьи "An extremely wideband tapered balun for application in tightly coupled arrays"
ЦитатаThis paper presents the design of a single layer, compact, tapered balun with a >20:1 bandwidth and less than L/17 in length at the lowest frequency of operation. The balun operates from 0.7GHz to over 15GHz. I
Можно называть "переход", в советской школе любили слово ССУ ("симметрирующе-согласующее устройство"), для некоторых типов конструкций называют дросселем, стаканом, choke.
Вот такое называют choke
хотя его схема это 1:1 Guanella current balun (токовый балун Гуанеллы типа 1:1)
Устройство которое в советской школе широко известно под названием "коаксиально-щелевой переход" выполнено по схеме токового балуна Рутрофф
-
Опубликовано · Изменено пользователем yurik82 · Пожаловаться
10 минут назад, Freesom сказал:Расскажите, как свойство балуна создается у микрострип линии за счет широкой земли)))
Микрострип линия не имеет свойств балуна, не делит амплитуду поровну а фазу противофазной.
Микрострип линия не может применяться для соединения несимметричных линий (например коакс) и симметричных между собой.
Несимметричные линии могут соединяться между собой без балуна. Симметричные между собой тоже.
Наведение поля и протекание тока по "третьему проводу" (противоположная сторона земли или внешняя сторона оплётки) в несимметричных линиях обеспечивается не компенсацией двух противофазных полей, а просто экранировкой.
-
Опубликовано · Изменено пользователем yurik82 · Пожаловаться
17 минут назад, Freesom сказал:Ну вот видите как просто, а люди мучаются чтобы перейти со стриплайна(тот же коаксиал) на микрострип, постепенно верхний экран снимают, даже патентуют конструкции. А оказывается никакой балун и плавные переходы не впали, сел и поехал)))
Не ёрничайте. Я сразу автору ответил что нужен балун и показал пример такого балуна.
Вопреки вашему утверждению что "оказывается никакой балун не нужен" я и далее настаиваю что балун нужен и показал какие будут токи если исключить балун из проекта.
В примерах выше длиниа отрезков была л/4, при такой длине отбитая волна проходит путь л/2, т.е. такой кабель сам по себе как запорный стакан немного ослабляет синфазный ток.
Если же взять другую длину то ситуация ещё намного хуже
> Какое отношение он имеет к двухсвязным линиям передачи?
Вообще никакого. Вы сами пытались навязать что "это свойство линии а не балуна".
Это свойство балуна. Мерило его качества. Одна из многих метрик как это качество описывать. От существования где-то каких-то линий не зависит. Это свойство балуна как многополюсника.
Более распространенное мерило качества - ошибка фазы и амплитуды. Если фаза в точности 180, а амплитуды по 50%, то это равноценно бесконечному запорному импедансу.
Но есть люди которым привычнее изъясняться в терминах теории цепей, и они высчитывают этот эквивалентный импеданс и придумывают методы его натурного измерения.
-
Опубликовано · Изменено пользователем yurik82 · Пожаловаться
23 минуты назад, Freesom сказал:Вот видите, как вы сменили тип линии с симметричной на несимметричную без всяких балунов и даже не заметили этого)
Coax_to_DiffLine.aedt - набор проектов в HFSS, по отдельности все линии (дифлиния 50 Ом, микрострип 50 Ом, квадратный коаксиал 50 Ом) смоделированы с КСВ близким к 1. Для перехода коаксиал-микрострип тоже КСВ близкий к 1, а поверхностные токи при одинаковом масштабе (см. скриншоты выше) существенно ниже. При другой длине и других соотношениях геометрии эти токи и нежелательыне излучения могут быть выше. Отрезки линий в примерах выбраны по lambda/4 каждый.
На скринах выбрана внешняя поверхность оплётки
23 минуты назад, Freesom сказал:Вообще-то импеданс синфазной моды - это свойство не балуна
импеданс синфазной моды пары линий передач или дифлинии передачи - это свойство линий передач, нас оно не интересует.
импеданс синфазной моды балуна - это импеданс который выдает балун противясь синфазному току по своей конструкции. в иделе он бесконечный и тока нет. в просторечии называют "запорным импедансом"
ЦитатаReducing Unwanted Common Mode Current
A properly designed choke or current balun inserts a large amount of common mode impedance in series with the feedline
"Правильно спроекториванный балун / запорный шунт" вставляет последовательно с линией передачи импеданс синфазной моды
Вот тут любители даже пытаются измерять Z запорного дросселя:
Цитатаhttp://www.ra6foo.qrz.ru/stakan.html
C увеличением добротности и z стакана сужается полоса частот, и повышаются требования к точности размера. Сопротивление 1500 Ом вполне достаточно для большинства случаев применения
-
Опубликовано · Изменено пользователем yurik82 · Пожаловаться
6 часов назад, Freesom сказал:Не знал, что free-space обозначается вот тем символом общего потенциала (массы) 😆
СВЧ это не звуковые и не низкие промышленные частоты. Линия передачи это бесконечная последовательность погонных индуктивностей и погонных ёмкостей
6 часов назад, Freesom сказал:скин-эффект съедает любые проявления тока снаружи - другими словами ТЕМ-мода коаксиала не поддерживает никаких наружных токов
благодаря скин-эффекту у коаксиала и у Microstrip нет наружных токов (для коаксиала нет тока наружной трубы, для микрострипа нет тока нижней плоскости подложки).
Microstrip является microstrip в том и только в том случае, если ширина земляного полигона в достаточной мере экранирует быстро убывающее поле и верхний проводник (назовём его условно "горячим") не наводит значимых полей на нижнюю часть земляной плоскости, и соответственно там нет токов (или они ничтожно малы).
Коаксиал и микрострип суть одно и то же, в первом внешние поля отсуствуют потому что пространство топологически замкнуто, во втором за счет достаточной ширины. Если разрезать трубу оплётки и развернуть в плоскость (ширину скорее всего увеличить придется, замкнутая окружность экономит материал, для открытой плоскости материала надо побольше) - принципиально ничего не изменится, только подкорректировать зазоры чтобы выйти снова на 50 Ом и всё.
Открытая симметричная двухпроводная линия отличается от микрострипа тем, что один из проводников настолько узкий, что не экранирует свою обратную сторону и поле первого проводника (который мы условно назвали "горячим") создает поле вокруг всей поверхности этого проводника, в нем течет по всей поверхности.
Что будет если 50 Ом коаксиал соединить с 50 Ом микрострипом? Можно получить КСВ почти равный 1 и почти полное отсуствие нежелательных излучений (только в тех пределах в которых излучал сам микрострип).
Что будет если 50 Ом коаксиал соединить с 50 Ом двухпроводной симметричной открытой линией?
Когда мы убираем изолирующий экран (широкий нижний лист), то верхний "горячий" проводник наводит одинаково поле и на свой второй проводник-компаньон, и на внешную поверхность оплётки кабеля.
С точки зрения токов, в нижней точке имеем Т-тройник куда пришли три проводника: внутренняя поверхность оплётки, внешняя поверхность оплётки, проводник-компаньон симметричной линии. В этом "узле Кирхгофа" часть тока пойдет в один провод, часть в другой (смотря как будут соотноситься их импедансы).
Т.к. третий проводник коаксиала не имеет вблизи себя симметричной пары - он начнет сильно излучать, а импеданс этой "линии" непредсказуем.
Поэтому при прямом соединении 3-проводных линий (коаксиальных, микрострипов, CPW) с открытыми двухпроводными линиями - КСВ будет далёкий от 1, а система начинает излучать, потому что по третьем проводу начал протекать синфазный ток (common mode).
Чтобы этого не происходило - необходимо устройство под названием балун. Такое устройство делит амплитуду пополам и в противофазе. В момент когда на "горячем проводнике" например +1V, балун делает +0.5V и -0.5V и подает их на два проводника симметричной линии. Противофазные поля взаимно компенсируются и не наводят нежелательных полей не оплётку кабеля и синфазные токи не протекают.
На низких и звуковых частотах эта модель не имеет смысла, т.к. там длина всех этих проводников ничтожна по сравнению с длиной волны и эквивалентная схема не рисуется с погонной индуктивностью/ёмкостью, никто не считает импеданс линий, не стыкует их и не измеряет никакой КСВ. Модель борьбы с наводками там связана с наличием теплового сопротивления в проводниках, эквивалентная схема для ЗЧ/НЧ будет состоять из серии активных сопротивлений.
У балуна есть такой свойство - common mode impedance - запорный потенциал. У микрострип линии он создается просто за счет широкой земли. У балуна он создается за счет противофазного сложения полей. Если амплитуды поделены по 50%, а фаза в точности на 180 градусов - запорный импеданс бесконечный. Нарисованных "наискосок" конденсаторов нет.
-
1 час назад, Freesom сказал:
Во-вторых, всегда забавно наблюдать, как люди пытаются натягивать какие-то вещи из области звуковых частот на СВЧ
Синфазные токи оплётки - это вещи из области СВЧ, почти неизвестные в других смежных областях, т.к. никак себя не проявляют на звуковых частотах.
Когда длина третьего проводника стремится к 0 лямбде, его существованием можно пренебречь и считать что там КЗ.
1 час назад, Freesom сказал:Во-первых, у вас ошибка на картинке.
О существовании четвертого проводника (например мачты возле кабеля снижения) нам ничего не известно. Кабель у автора уходит в free-space
Ваша картинка показывает именно нагрузку на балун - несимемтричная линия нагружена на несимметричную нагрузку (на микрострип линию, на резистор, на балун).
В изделии автора четвертого провода (близлежащей земли) нет, а нагрузка не несимметричная, а симметричная
-
Опубликовано · Изменено пользователем yurik82 · Пожаловаться
16 часов назад, Freesom сказал:То, что он нарисовал не похоже на твинаксиал
обычный кабель - трехпроводный. Если его соединить с двухпроводной симметричной линией - по третьему проводу тоже потечет ток, появится излучение, а импеданс суммарный не будет 50 Ом
Если в самом деле надо чтобы далее шла симметричная линия то надо балун
В открытой симметричной линии излучение предотвращается за счет противофазности и равности амплитуд, а в несимметричной микрострип - за счет экранирования массивным земляным полигоном и наложенных ограничение на высоту зазора по сравнению с длиной волны
-
В 09.05.2023 в 16:39, Джоконда сказал:
Это по конструкции антенны
это тема про программу HFSS, какие антенны лучше а какие хуже - тут не обсуждают
Антенн без земляного полигона вживую не бывает. Если убрать то что нарисовали - в реальном изделии будет какая-то другая земля. Из-за того что нарисованное в HFSS не имеет ничего общего с реальным натурным изделием - расчеты будут некорректные. Моделировать надо так, чтобы модель имела подобие с реальным изделием, а если есть какие-то допущения (что-то исключено из модели для упрощения) то должны быть рациональные обоснования что исключенные элементы не сильно влияют на работу и можно моделировать без них.
32 минуты назад, Джоконда сказал:идет на одну микрополосковую линию, а экран коаксиального кабеля - на другую микрополосковую линию, расположенную на другой стороне диэлектрика.
линией (transmission line) в СВЧ называется не металлическая полоска, а линия передачи. Там одна линия передачи состоящая из 2 проводников. Если бы один из проводников был очень массивным - то его можно считать референсной землей, а тип линии несимметричная полосковая microstrip https://en.wikipedia.org/wiki/Microstrip
Но на скриншоте оба проводника малогабиритные, а значит это двухпроводная симметричная линия. Напрямую подключать симметричную двухпроводную линию к трехпроводной коаксиальной линии нельзя, надо специальное симметрирующее устройство - балун.
-
2 часа назад, Джоконда сказал:
Спасибо, а саму площадь "земли" не лучше ли вообще уменьшить до минимума? Чтоб туда только штырь и помещался.
Непонятный вопрос, это вопрос как в HFSS что-то замоделировать, или вопрос по конструкции антенны?
-
Опубликовано · Изменено пользователем yurik82 · Пожаловаться
Сам порт задан корректно, на скриншоте не видно куда нарисована Integration line.
Чтобы убедиться что она нарисована так как хотелось - посмотреть в Port Field Display как посчитало поле.
Сопутствующие замечения не касаемо порта:
1) Регион ГУ как для излучающей структуры задан плохо, вплотную к токопроводящим элементам. Мануал рекомендует отступ не менее 1/4 лямбды, а практика показывает что в стороны куда идет основное излучение (а для элементарного диполя это во все стороны) надо 0.5-0.6 лямбды если требуется повышенная точность по ДН и по импедансах.
2) сама модель имеет мало подобия с фактическим изделием, цилиндр штыря прям очень вплотную к земле, что вряд ли будет на практике. Сосредоточенная ёмкость в районе порта питания сдвинет jX вниз, а в реальном изделии такого не будет. В фактическом изделии не будет точечного источника возбуждения, а будет какая-то линия передачи. Схема её включения и трассировка будут влиять и на ДН и на импедансы.
-
Опубликовано · Изменено пользователем yurik82 · Пожаловаться
w=0.494, copper=18µ, gap=0.5 mm, eps=9.8, tan=0.0001
Спойлер
10 часов назад, Skandalli сказал:Есть ли жесткий критерий оценки?
Асимптота/конвергенция к более точному значению. Уменьшаем k пока не начнет уплывать Zo
-
Опубликовано · Изменено пользователем yurik82 · Пожаловаться
4 часа назад, Skandalli сказал:В чем преимущество 2D Extractor перед таким методом?
в том что нет никаких заданий граничных условий, портов и сетки. нарисовал простейший рисунок из двух фигур и гарантировнно <0.01 Ом погрешность по Zo.
Осталось убедиться что полноволновая модель соответствует "гарантированному решению". Если есть расходимость - найти и устранить.
Общая концепция - "от простого к сложному". Сначала убедитесь что упрощенная модель (прямой полосок) в HFSS соотсветвует 2D Extractor. Потом что соответствует HFSS и CST. А потом уже рисовать повороты полоска. А так сразу непонятно на каком этапе образовались различия.
4 часа назад, Skandalli сказал:так как это не соответствует реальности (конструктив же)
этот пример тоже не соответствует реальности, это просто исследование абстрактной линии
-
27 минут назад, Skandalli сказал:
"Не однородны" - вы имеете ввиду, что часть порта на поликоре, а часть в воздухе?
Да.
Кроме того, Waveport занимает лишь часть грани, что для такого типа задач не является рекомендованным. Как поведет себя модель когда прямоугольник возбуждения внезапно прерывается излучающим пространством - неизвестно.
-
Опубликовано · Изменено пользователем yurik82 · Пожаловаться
В 04.05.2023 в 15:12, Skandalli сказал:В рамках освоения сабжа встретился с непонятностями:
Не смотрел и конкретного решения частной проблемы, не предложу ничего. А предложу общее концептуальное решение.
В HFSS есть такой тип проектов 2D Extractor специально для линий передачи в терминах RLGC. Там рисуется только 2 мерный срез линии, за счет этого молниеносная скорость работы, а за счет метода моментов очень малая погрешность. Я специально проверил на нескольких типах линий для которых известны фундаментальные аналитические решения, построил свип по геометрии и Zo, разницы нет вообще, менее 0.01 Ома.
Поэтому рекомендую сначала решить свою линию в 2D и отталкиваться как от эталона. А потом то же нарисовать в полноволновом решателе HFSS и убедиться что модель сходится с нужным решением. Модель для начала упрощенную - просто прямой кусок линии (можно лямбда/4 чтобы увеличить возможные рассогласования).
Проверкой граничных условий, задания порта, свойств материалов - добиться схождения и лишь потом продолжать дальше (рисовать кривую линию и т..д.). У меня для одного типа линий (воздушной) на пару Ом съехало вниз. Оказалось недостаточная высота ГУ (для обычных рекомендаций когда PCB этого с запасом хватает, а на воздушной линии надо немного больше)
В Вашем проекте бросается в глаза что прямоугольники WavePort не однородны по материалу и не симметричны относительно проводника
2D Extractor выдал Zo=52.59 Ом при W=0.44184594471317 mm, t=18 микрон, gap=0.5 mm, материал alumina_96pct на частоте f=1 GHz
0.4946 дают 50.01 Ом
-
8 часов назад, repstosw сказал:
. Будет ли приём на такую антенну эффективен в случае волновой интерференции?
Возможно да возможно нет. Смотря что было источником отражения для многолучевого приема.
С интерференционной картиной борется антенна увеличенной апертуры (или более направленная антенна, что одно и то же).
У коллинеарных штыревых антенн апертура растет по высоте, но не по азимуту. Если интерференционная рябь сформирована по высоте (что возможно внутри зданий) - то более крупная антенна зацепит и пучности и провалы. Если же интерференционная картина сформирована приходом с разных азимутов (что более вероятно на улице) то коллинеарный штырь такой же узкий как и обычный штырь. Если направленные антенны запрещены, то единственный выход - RX/TX Diversity и/или MIMO
-
Опубликовано · Изменено пользователем yurik82 · Пожаловаться
4 часа назад, Vasil_Riabko сказал:Я знаю другое определение:
аббревиатура балун - жаргонная, каноничное название "симметрирующее устройство". а СУ является СУ когда выполняются два условия. Только при выполнении этих 2 условий common mode impedance будет бесконечным, а чем эти условия хуже выполнены (чем больше неточность фаз или чем больше неравность деления мощности) тем ниже будет запорный импеданс.
Сам Гуанелла в 1945 в патенте называл своё устройство HF Matchin Transformer (ВЧ согласующий трансформатор)
Кстати токовый балун Гуанеллы 4:1 эти условия не выполняет (его полное название - balun with floating load). При подаче на вход +1V относительно общей земли - на дифференциальных выходах напряжение не равно +1 и -1V, а +1.5V и 0.5V, поэтому запорный импеданс низкий, симметрирование лишь частичное, часть тока далее потечет по общей земле. Сам Гуанелла предлагал последовательное включение токового балуна 1:1 и лишь потом 4:1 для случаев если симметрирование важно
4 часа назад, Vasil_Riabko сказал:может быть и 75 на 75 и даже 200 на 200.
да, сами значения импедансов могут быть разные, и равные и неравные, и кратные и произвольные.
на практике широкополосными бывают только типы 1:1 и 4:1, 9:1, 16:1 (комбинации включения согласованных Т-тройников), а балуны с другими соотношениями имеют ярко выраженные резонансные свойства (разный коэффициент трансформации и нежелательная реактивность на разных частотах)
-
Опубликовано · Изменено пользователем yurik82 · Пожаловаться
В 23.04.2023 в 14:08, repstosw сказал:По логике вещей - если балун 1:1 то он может с любым активным сопротивлением работать.
балун 1:1 это маркетинговое название. физическая сущность - балун с импеданса 50 на 50.
Приведу наглядный пример с токовым балуном Гуанелла 4:1. В этом балуне сопротивление дифференциальных линий в плечах балуна равно половине согласуемого, т.е. для 300->75 оно равно 150, а для 200->50 равно 100 Ом.
На скриншоте - печатное полосковое исполнение на диапазон ДМВ. Толстый это 200->50, тонкий 300->75
Слева питается симметричная 2-проводная линния (зазоры 200 и 300 Ом соответственно).
Как объяснить работу этого балуна не прибегая к эквивалентным схемам RLC на которых рисуют балансы токов и напряжений?
Слева по рисунку дифференциальная линия 200 Ом видит Т-тройник (раздвоение), далее идут две линии по 100 Ом каждая, которые слева сошлись в одну точку на Т-тройник.
На Т-тройнике 50% энергии пошло в одну половину, 50% в другую (мост Вилкинсона весьма схож).
Справа имеем второй Т-тройник, где сходятся эти же 2 половинки.Но есть одна хитрость - одна из половинок перевернута как лист Мёбиуса навыворот. Если на одном конце деление энергии синфазное, то на другом конце сложение уже противофазное. В синфазном суммируются токи, в противофазном - напряжения.
Балансная линия 200 Ом расщепляется на 2 линии по 100 Ом, а потом 2*100 сходятся в линию 50 Ом. Получилось преобразование с 200 в 50.
Что будет если 200 Ом балансная линия далее будет нагружена на 150 Ом (более тонкие линии как на рисунке справа)? Получится рассогласование, такая 200 Ом линия будет нагружена как бы на 300 Ом и отражение волны будет соответствовать КСВ=1.5. На правом конце когда 2х150 сойдутся на тройник результирующее будет 75, а не 50. Общий КСВ может достигать 2.25 в худшем случае
Спойлер
Вот то же самое в эквивалентной схеме теории цепей
Спойлер
Здесь нет ничего общего с обычным НЧ/ЗЧ трансформатором с первичной и вторичной обмотками, потому что те трансформаторы включаются вообще не так.
В классическом трансформаторе к одной обмотке (к разным концам одного и того же провода) прикладывается разность напряжений, а с другой обмотки с двух её концов снимается.
Здесь напряжение прикладывается к разным изолированным проводам, т.е. это просто обычная дифференциальная двухпроводная линия передачи (волновод). А зазор между этими линиями определяет импеданс этого волновода.
Любой балун - по определению это многополюсник который выполняет 2 условия:
- делит энергию поровну по 50% (амплитуда, магнитуда в каждом плече равна)
- поворачивает фазу относительно общей синфазной земли на -90 градусов в одном плече и на +90 в другом. Т.е. получить на выходе равное и противофазное напряжение, симметричное относительно общей земли
Токовый балун Гуанеллы 1:1 в полосковом или в коаксиальном исполнении это Т-тройник слева (в Т-тройнике энергия делится поровну), на одной л/4 фаза задерживается на 90 градусов
Чтобы трансформатор работал как трансформатор а не просто как симметричная двухпроводная линия передачи - он включается совсем не так
.png.3807f17c653192b60482d07529ea8ddc.png)
Обмотки работают как обмотки (связь через магнитопровод если есть, или через взаимный импеданс если полосковая линия) если к разным концам одной и той же обмотки приложить разность напряжений. Такой балун называют вольтажным балуном Гуанеллы типа 1:1
-
17 часов назад, Morgan_94 сказал:
Waveport получается подцепить только в режиме Terminal
по общему правилу порт типа WavePort должен лежать на границе слоя по методу МКЭ.
Чтобы WavePort можно было сделать внутри МКЭ пространства - в HFSS есть "лайфхак" - затыкнуть его сзади (подпереть) пробкой из материала PEC. Как это сделано - можете посмотреть в примерах
.\Examples\HFSS\Antennas\HornwParabolicDish.aedt
-
1
-
-
Опубликовано · Изменено пользователем yurik82 · Пожаловаться
45 минут назад, Morgan_94 сказал:выполнить симметрию в объекте
1) Rad1 выделить все грани кроме плоскостей симметрии. (только 4 внешние грани)
2) Т.к. сосредоточенного порта в модели нет, а есть только волновод, то lumped terminal применить нельзя, поменять возбуждение на Waveport
3) поскольку это антенна, то расстояние до границы Rad1 желательно не менее lambda/4, а со стороны главного лепестка (где больше всего энергии) lambda/2
4) т.к. одна симметрия задана с multiplier=0.5, а другая с 2, то результирующий multiplier=1
-
1
-
Методы снижения шума UTP кабеля
в RF & Microwave Design
Опубликовано · Изменено пользователем yurik82 · Пожаловаться
Для начала условимся про терминологию. Из принципа эквивалентности цепей на прием и на передачу - чувствительность к наводкам помех/шума это то же самое что нежелательные излучения (если бы этот кабель возбуждался генератором). Т.е. насколько этот кабеля сам "сифонит" настолько же он и уязвим для шума/наводок.
Коаксиальный кабель имеет бесконечную экранировку внутреннего волновода, не излучает и соотв. к внешним помехам неуязвим. Как то улучшить сам кабель уже некуда.
Но внешняя сторона оплётки/трубы коаксиального кабеля - является третьим самостоятельным проводником. По нему может протекать обратный ток Ic синфазной моды, если кабель на конце нагружен некорректно, а именно на двухпроводную открытую линию. Если на конце несимметричная линия (микрострип, CPW, другой коаксиал), а на конце этой второй линии тоже несимметричная нагрузка - то синфазного обратного тока по оплётке нет. В режиме передачи оплётка не излучает. В режиме приема наведенные сторонними полями токи не могут проникнуть на вход МШУ (не могут создать разность потенциалов между жилой кабеля и оплёткой).
Если есть нежелательное излучение - значит кабель подключен к устройству другого типа. Например далее идет дифференциальная линия, а балун ("переход", "запорный стакан", "дроссель" - названия встречаются самые разные) забыли или сэкономили.
Если вы проектант - то надо спроектировать правильную нагрузку, добавить балун/переход или заменить тип нагрузка на несимметричную.
Если вы эксплуатант и вам впендюрили сифонящее устройство и заставляют с ним работать - то можно бороться с последствиями а не с причиной. Можно пробовать подручными средствами подавлять эти синфазные токи, де-факто это будет добавление балуна (потому что его забыли добавить проектанты). Конструкций таких "балунов" есть много - можно сам кабель намотать в катушку ("дроссель"), можно надеть на него "запорные стаканы" ("чулки"), надевать ферритовые кольца, вместо стаканов можно упрощенные стаканы - один или несколько проводников длиной L/4 припаять к оплетке и направить открытым концом к источнику синфазного тока (в тот конец где забыли добавить балун). У таких устройств есть недостаток - все таки решения узкополосные, работают или вокруг какой-то частоты или в некоторых диапазонах частот. Всечастотных решений от 0 и до 10 ГГц нет.
Про симметричные двухпроводные линии (UTP кабель). Методы снижения с точки зрения кого? Изготовителя кабеля (как сделать кабель более защищенный чем у конкурентов)? Изготовителя устройств (как включать в схему такие кабели чтобы минимизировать излучения/наводки? Эксплуатанта - что можно сделать подручными средствами если кабель сифонит?