[Aner 5]

CST не "измеритель" и никак не "индикатор", эмулятор, симулятор только. Много чего и MWO, CST показывают, считают по разному. Не полностью и не вся физика учтена корректно. Примеров на этом форуме достаточно. Многие студенты не разобравшись подгоняют результат.

 

Redcrusader вы поясните вашу конечную цель, а то получается, что от эмулятора вы ожидаете результат с ошибкой или погрешностью 3...5% как от анализатора или векторника.

 

Из моей практики, хорошо если спец FR-4 трудится с неизменным эпсилон до 800...1000 Мгц, затем проблема. Вы даташит на ваш FR-4 выложите тут, указав производителя и график эпсилон от частоты. Если вы видите на графике уменьшающийся эпсилон с ростом частоты, то прикиньте (выше 1000Мгц мало кто дает график) для вашей частоты, возможно 3.8 это и будет.

[Redcrusader 0]

доверяете MWO? - вот вам результаты MWO:

...может, что-то в консерватории подправить? (с)

Не надо трогать консерваторию (В.И. Вольмана)!!!

Попробуйте самостоятельно сделать ряд расчетов.

Берем:

FR-4 (Er=4,3), h=1,5 мм, w=2,5 мм, L=34 мм, ХХ на конце.

 

1. По Вольману Frez=2455 МГц

2. По TXLINE из MWO Frez=2448 МГЦ - 0,3% от Вольмана.

3. По моделированию в MWO Frez=2425 МГц - 1,24% от Вольмана.

4. По моделированию в CST Frez=2314 МГц - 6,1% от Вольмана.

Пробовал TD и FD. Увеличивал мешь до очень больших значений так, что расчет такой простейшей структуры занимал несколько часов.

Ошибка относительно Вольмана уменьшалась примерно до 3,5%.

Но, такие огромные меши нереальные для расчета сложных структур, т.к. они будут считаться несколько суток, а дадут ошибку около 3,5%.

 

Я верю Вольману. Это классика.

TXLINE из MWO считает по классике.

Моделированию в MWO. Есть ошибка моделирования (допустимая). Описание модели и алгоритмы расчетов.

По моделированию в CST. Аналогично MWO, в CST есть неточности модели и алгоритмов расчетов.

Но, в CST у меня получается очень большая ошибка.

 

Я хочу разобраться где у меня может быть ошибка в CST. В установках или где-то еще.

Если Вам нетрудно, то создайте в CST такую же модель. Просчитайте ее и выложите проект, чтобы я сравнил его со своим и поискал свои ошибки.

 

[Redcrusader 0]

...Много чего и MWO, CST показывают, считают по разному

Aner, мне как-то не удавалось найти график зависимости эпсилон FR-4 от частоты.

Я согласен с вами, что даже устройство рассчитанное по классике на высоких частотах (800...1000 b ,более МГц), в реальности будет отличатся от рассчитанного.

И это будет из-за реального разброса эпсилон FR-4, но не из-за уменьшения эпсилон с ростом частоты.

С ростом частоты изменяется эпсилон эффективное для микрополосковой линии, но это тоже просчитывается по классике.

Разброс эпсилон FR-4 производители дают очень большой (3,8...4,4 и более).

Согласен, что к MWO и CST надо относится как симулятору или эмулятору.

 

Моя конечная цель - найти коэффициенты поправки, если они существуют. В данный момент коэффициент к эпсилон FR-4.

Или найти мои ошибки в установках для моделирования в CST.

Мне несколько странно, что я не смог найти на форуме подобной темы. Неужели никто с таким не столкнулся?

Если это так, то я допускаю свою ошибку при работе с CST.

 

Я беру простейшую классическую структуру (отрезок линии).

Ставлю стандартный эпсилон =4,3.

Хочу получить результат близкий к классике. К реальной конструкции пока этот расчет не имеет отношение.

Я понимаю, что расчеты в CST можно проверить экспериментально, но это очень трудоемкая задача.

И пока я еще не "добрался" до экспериментов. Причем, будет сложно сделать сравнение для FR-4 на частоте 2000 МГц расчета и эксперимента.

Просто из-за разброса эпсилон FR-4, не только от производителя, но из-за разброса в разных партиях одного производителя.

М.б. кто-то уже делал сравнения.

Хотелось бы увидеть разброс для микрополосков на FR-4 расчета и эксперимента.

 

Да, я делал такой же расчет для Roger (10,2). В CST получил такое же несовпадение расчета с классикой.

А Roger на частоте 2000 МГц должен работать нормально.

 

 

 

 

 

[Terehov 0]

Aner, мне как-то не удавалось найти график зависимости эпсилон FR-4 от частоты.

Я согласен с вами, что даже устройство рассчитанное по классике на высоких частотах (800...1000 b ,более МГц), в реальности будет отличатся от рассчитанного.

И это будет из-за реального разброса эпсилон FR-4, но не из-за уменьшения эпсилон с ростом частоты.

С ростом частоты изменяется эпсилон эффективное для микрополосковой линии, но это тоже просчитывается по классике.

Разброс эпсилон FR-4 производители дают очень большой (3,8...4,4 и более).

Согласен, что к MWO и CST надо относится как симулятору или эмулятору.

 

Моя конечная цель - найти коэффициенты поправки, если они существуют. В данный момент коэффициент к эпсилон FR-4.

Или найти мои ошибки в установках для моделирования в CST.

Мне несколько странно, что я не смог найти на форуме подобной темы. Неужели никто с таким не столкнулся?

Если это так, то я допускаю свою ошибку при работе с CST.

 

Я беру простейшую классическую структуру (отрезок линии).

Ставлю стандартный эпсилон =4,3.

Хочу получить результат близкий к классике. К реальной конструкции пока этот расчет не имеет отношение.

Я понимаю, что расчеты в CST можно проверить экспериментально, но это очень трудоемкая задача.

И пока я еще не "добрался" до экспериментов. Причем, будет сложно сделать сравнение для FR-4 на частоте 2000 МГц расчета и эксперимента.

Просто из-за разброса эпсилон FR-4, не только от производителя, но из-за разброса в разных партиях одного производителя.

М.б. кто-то уже делал сравнения.

Хотелось бы увидеть разброс для микрополосков на FR-4 расчета и эксперимента.

 

Да, я делал такой же расчет для Roger (10,2). В CST получил такое же несовпадение расчета с классикой.

А Roger на частоте 2000 МГц должен работать нормально.

Ваш эксперимент не вполне корректен, о чем уже выше писали. Разомкнув линию на конце, вы получили передающую антенну и часть энергии излучили в пространство, что и повлияло на результат. Примите меры по предотвращению излучения - согласованная нагрузка, коаксиальный кабель или хотя бы стриплиния и т. д.

[Redcrusader 0]

Ваш эксперимент не вполне корректен....

Поверьте, что получилась очень плохая антенна. Любой микрополосок излучает, но гораздо хуже антенны.

Такие структуры часто применяются в микрополосковой СВЧ технике. Их рассчитывают по классике и работают они по классике.

Можете посмотреть в CST сколько энергии излучается такой структурой. Подводимая мощность =0,5 Вт. Излучаемая примерно =0,013 Вт.

Такой уровень излучения не должен влиять на результат.

Кроме того, излучение мощности не влияет на частоту резонанса. Излучение будет влиять на добротность из-за потерь на излучение.

 

Отрезок линии (L/4) замкнутый на конце я просчитывал в CST тоже. Там примерно такое же отклонение от классики.

Просто, нельзя сделать идеальное КЗ на микрополоске (зависит от толщины платы). ХХ на микрополоске будет более идеальным, если открытый конец не подводить близко к краю платы.

 

[Terehov 0]

Поверьте, что получилась очень плохая антенна. Любой микрополосок излучает, но гораздо хуже антенны.

Такие структуры часто применяются в микрополосковой СВЧ технике. Их рассчитывают по классике и работают они по классике.

Можете посмотреть в CST сколько энергии излучается такой структурой. Подводимая мощность =0,5 Вт. Излучаемая примерно =0,013 Вт.

Такой уровень излучения не должен влиять на результат.

Кроме того, излучение мощности не влияет на частоту резонанса. Излучение будет влиять на добротность из-за потерь на излучение.

 

Отрезок линии (L/4) замкнутый на конце я просчитывал в CST тоже. Там примерно такое же отклонение от классики.

Просто, нельзя сделать идеальное КЗ на микрополоске (зависит от толщины платы). ХХ на микрополоске будет более идеальным, если открытый конец не подводить близко к краю платы.

Уровень излучения вполне приличный и сравним с вашей погрешностью. В любом "Айзенберге" приведены зависимости входного импеданса полуволнового диполя в зависимости от его толщины и описывается механизм поведения резонанса - емкостной эффект, т.е. емкость торца диполя.

Отсюда и так называемый "коэффициент укорочения" диполя. Не было бы излучения, не было бы укорочения. Сделав хх вы получили торец ....

Ваша короткозамкнутая линия также излучает. Излучения не будет только при полном согласовании, когда напряженности полей по длине равномерны .

Не понятна и цель эксперимента - получить идентичность результатов полученных средствами электродинамики и с помощью телеграфных уравнений? Ну тогда сделайте одинаковые условия, исключите излучение. Тогда можно говорить и о эпсилон.....

[Redcrusader 0]

...механизм поведения резонанса - емкостной эффект, т.е. емкость торца диполя.

Отсюда и так называемый "коэффициент укорочения" диполя.

У Айзенберга (и по классике) диполь укорачивается из-за своей толщины, а не из-за излучения.

У "идеально" тонкого диполя никакого укорочения нет, а излучение есть.

Чем толще диполь, тем больше емкость между его двумя половинами (увеличивается площадь) - отсюда и укорочение диполя.

 

Моя цель эксперимента - получить достаточное совпадение результатов расчета по классике и расчета по CST (+/-1%).

Т.к. все равно будет ошибка между расчетом и параметрами реального устройства.

Но эта ошибка будет состоять, как минимум, из двух частей:

1. Ошибка расчета.

2. Разброс параметров материала. Сильная зависимость от значения эпсилон.

Второе слагаемое ошибки можно учесть экспериментально. Будет зависеть от материала и конфигурации структуры.

А первое слагаемое ошибки зависит от точности алгоритмов решающего устройства (CST) и правильности постановки задачи для этого решающего устройства.

 

Вот, я и хочу выяснить два момента.

1. Точность алгоритмов решающего устройства относительно эпсилон, т.к. значение эпсилон сильно влияет на параметры устройства.

2. Выяснить, есть ли мои ошибки при постановке задачи для решающего устройства.

 

 

 

 

[tduty5 0]

Вот, я и хочу выяснить два момента.

1. Точность алгоритмов решающего устройства относительно эпсилон, т.к. значение эпсилон сильно влияет на параметры устройства...

Для резонансных структур на полосках (узкополосные фильтры на отрезках линий) при eps материала 5-10 ставлю в расчеты eps1 на 15-18% меньше, чем eps. Тогда изготовленное сходится с насчитанным. Или такие высокодобротные структуры принципиально нельзя ститать Т-солвером (читай, разновидность FDTD), или это фича той версии, что гуляет по торрентам...

 

[Redcrusader 0]

Для резонансных структур на полосках (узкополосные фильтры на отрезках линий) при eps материала 5-10 ставлю в расчеты eps1 на 15-18% меньше, чем eps...

Спасибо tduty5!

У меня получается примерно такое же расхождение по эпсилон между расчетами по классике и CST (около 16%).

Причем ошибка исходного эпсилон не зависит от частоты. Считал на 500 МГц и на 2500 МГц для одного и того же материала.

От солвера тоже не зависит. Считал на TD и на FD.

Я рад, что появилось хоть одно подтверждение моим "сомнениям"! Я думал, что где-то что-то в установках расчета я мог напутать.

Думаю, что можно спокойно занижать эпсилон на 15% и считать структуры в CST.

 

М.б. кто-то еще подтвердит это утверждение и опровергнет его?

 

 

[Aner 5]

Писал вам, что эпсилон частото зависимый для FR4 для ваших частот. Не бывает одного и того же эпсилон для FR4 на 500 и на 2500 Мгц.

Его значение заносят исходя их реальных данных. У большинства FR4 значение эпсилон понижается с ростом частоты.

Думаю калькулятор в CST не причем, такой большой ошибки как у вас он не даст.

[Redcrusader 0]

Писал вам, что эпсилон частото зависимый для FR4 для ваших частот....

По моим данным, эпсилон от частоты не зависит. Или зависит, но очень мало.

В теории, это называют дисперсией диэлектрической проницаемости от частоты (начиная с Лоренца и т.д.).

Но, эта зависимость настолько мала, что сейчас в науке (или в околонауке) поднимается тема об отсутствии дисперсии диэлектрической проницаемости от частоты.

 

Я просчитал в CST микрополосок на FR-4 для 500 МГц и 2500 МГц. Ошибка относительно классики одна и та же!

Поэтому, я считаю, что дисперсия диэлектрической проницаемости от частоты для FR-4 здесь не причем.

 

[tduty5 0]

По моим данным, эпсилон от частоты не зависит. Или зависит, но очень мало.В теории, это называют дисперсией диэлектрической проницаемости от частоты (начиная с Лоренца и т.д.).Но, эта зависимость настолько мала, что сейчас в науке (или в околонауке) поднимается тема об отсутствии дисперсии диэлектрической проницаемости от частоты

Так можно и основы пошатнуть :) Есть-есть зависимость, комплексная к тому же. И анизотропия у FR4 присутствует.

 

[Redcrusader 0]

Есть-есть зависимость, комплексная к тому же...

Я не отрицаю, что есть зависимость, но очень маленькая.

В частности, CST для FR-4 показывает.

300 МГц - 4,41

600 МГц - 4,409

900 МГц - 4,4084

Т.е. на уровне сотых долей %, при изменении частоты в 3-и раза.

Поэтому при существующей точности расчетов эту ошибку можно не учитывать.

[Aner 5]

Еще раз совет, поройте инет, кучи производителей дают даташиты с графиками зависимости эпсилона. То что вы приводите, редкий случай для студентов, далек от практики. И потом для этого FR4 никто не дает данных выше 1000 Мгц. У вас 2400 Мгц и что вы хотите получить? Пользуйте тогда соответствующий роджер, вопрос ошибки или требуемой вам точности снимится сам собой.

 

 

 

 

[saab 2]

По моим данным, эпсилон от частоты не зависит.

 

Опаньки :laughing: химия, химия вся эпсилонка какато неправильная.

Не ожидал от вас. FR4 ,более сотни разновидностей. К Панасонику в наших краях

пристрелялся и вч резонаторами и кругами и всем чем.

Такс продолжимс. Про коре, препрег слышали? Многослойные платки ( такими только работаем ). Толщиною 0.1 мм и в таком духе, так вот от толщины сильно зависит эпсилон и это понятно, меньше заполнение, полярным, анизотропным, волокнистым, пропитанным смолой, силно полярным, материалом. Так что эпсилон типично начинает падать с 1MHz и до 10GHz и выше. ИМХО выше теряется смысл в большинстве применений. Тангенс делта растет и достигает величин более 0.03 и тп. В данном диапазоне частот изменение примерно от ~4.9 до 3.9 это для толщин

~ 0.5mm. Для толщин 0.1-0.2 можно только догадываться, в отличии от Roger, Arlon и прочих супостратов.

Там все четко- 3.38, рекомендуемое 3.48, плюс каждая партия отмаркирована. А не 10/2=8.