[l1l1l1 0]

Промоделировал frequency domain solver, получились аналогичные результаты.

промоделировал TD и FD с учетом толщины металлизации и с включением рефайнмента, результаты получились несколько другие, с помощью HFSS - то же:

сдвиг по частоте уменьшился, но остался.

 

в свое время, в начале 90-х мы от флана полностью отказались, из-за несоответствия его эпсилон заявленому значению у нового производителя.

как сейчас с ним обстоит дело - не знаю.

[saab 2]

saab, если вы такой умный, то попробуйте сами промоделировать простую структуру, которая легко считается в классике.

А потом выложите проект.

Поучите нас как надо работать с CST!

 

непременно в следующей жизни

[l1l1l1 0]

saab, если вы такой умный, то попробуйте сами промоделировать простую структуру, которая легко считается в классике.

А потом выложите проект.

Поучите нас как надо работать с CST!

Redcrusader, вы более сотни раз в этой ветке повторили слово "классика", но вы ее не знаете,

вы ее просто не дочитали до нужного места?

вот у уважаемого всеми нами Вольмана:

поскольку излучение (потери) действительно мало, нас в основном интересует краевая емкость,

определяющая эффективное удлинение отрезка линии.

 

формулы здесь у Вольмана невообразимые, но в другом классическом прозведении,

Antenna Theory, Analysis and Design, - Constantine A. Balanis, - 2nd ed., 1997

которое тоже вам рекомендовали к прочтению, есть очень удобная формула Hammerstad'a (14.2),

не воспользоваться которой в своих расчетах современному разработчику просто стыдно.

обратите внимание на рисунок 14.7, он соответствует вашей модели с дискретным портом -

удлинение надо учесть на обоих концах отрезка.

и результаты у вас получатся "несколько" другие.

[Grizzly 0]

промоделировал TD и FD с учетом толщины металлизации и с включением рефайнмента, результаты получились несколько другие, с помощью HFSS - то же:

 

Спасибо огромное! Шикарно, что вы и в HFSS промоделировали. Теперь всё наглядно и понятно.

[Redcrusader 0]

Redcrusader, вы более сотни раз в этой ветке повторили слово "классика", но вы ее не знаете,

вы ее просто не дочитали до нужного места?

вот у уважаемого всеми нами Вольмана:....

Это изменение длины линии уже обсуждалось. Я считаю его незначительным.

Возьмите калькулятор и посчитайте!

Укорочение (краевая емкость укорачивает линию, а не удлиняет) будет примерно 0,2 мм. Длина линии 34 мм.

Итого: это укорочение дает неточность 0,59%.

А расчет в CST дает удлинение (частота ниже) линии в пределах 3...5%.

Изменено 8 мая, 2015 пользователем Redcrusader

[Grizzly 0]

Итого: это укорочение дает неточность 0,59%.

А расчет в CST дает удлинение (частота ниже) линии в пределах 3...5%.

 

По сравнению с чем? Что для вас является эталоном? Все эти формулы (как у Вольмана, так и у Баланиса) являются приближенными и действуют в рамках определенных моделей. Естественно, компьютерное моделирование тоже неидеально, существует какая-то ошибка. Поэтому в жизни приходится что-то подпиливать и подрезать после изготовления. А добиваться какой-то абстрактной теоретической точности - довольно странно.

[l1l1l1 0]

Это изменение длины линии уже обсуждалось. Я считаю его незначительным.

Возьмите калькулятор и посчитайте!

Укорочение (краевая емкость укорачивает линию, а не удлиняет) будет примерно 0,2 мм. Длина линии 34 мм.

Итого: это укорочение дает неточность 0,59%.

А расчет в CST дает удлинение (частота ниже) линии в пределах 3...5%.

как я и ожидал, ваш ответ не только не содержит никакого конструктива, но и является нагромождением новых ошибок.

ошибки в каждой фразе!

1) обсуждения не было, ни одной количественной оценки не было сделано. считать вы не умеете.

2) я это давно сделал (за вас), а вы повторяете раз за разом одно и то же, не произведя никаких новых расчетов.

признайтесь, что и результаты, представленные вами в первом сообщении, получены не вами. :)

3) краевая емкость вызывает эффективное удлинение отрезка. физически он остается прежним, а электрически удлиняется, резонансная частота оказывается меньше. вы хоть картинки посмотрели?

откуда взялись эти 0.2 мм? из таблицы Вольмана? - там другая подложка и другая линия.

4) вы забыли удвоить ваш неправильный результат, это надо сделать потому, что у вас удлиняются оба конца отрезка (дискретный порт).

5) не "а расчет CST", а "и расчет CST".

и вы не должны сравнивать результаты TxLine, где не учитываются краевые емкости, с результатами CST.

 

теперь собственно расчет.

для начала произведем учет толщины проводника (0,035 мм), используем формулу 2.68 на стр. 60 книги Вольмана.

W'/h = W/h + t/h[1 + ln(2h/t)]/pi, где pi=3.14159265, или

W' - W = t[1 + ln(2h/t)]/pi .

поскольку правая часть не зависит от w, то же уравнение можно применить к длине L.

t[1 + ln(2h/t)]/pi = 0.035*[1 + ln(3.0/0.035)]/3.14159 = 0.035*[1 + 4.451]/3.14159 = 0.0607

таким образом W' = 2.561, L' = 34.061.

теперь определим эпсилон эффективное по формуле 14-1 из книги Баланиса

Ereff = (4.3 + 1)/2 + (4.3 - 1)/[2*sqrt(1 + 12*1.5/2.561)] = 2.65 + 1.65/sqrt(8.029) = 2.65 + 0.5823 = 3.232

эффективное удлинение линии определим по формуле 14-2 из книги Баланиса

dL/1.5 = 0.412*[(3.232 + 0.3)*(2.561/1.5 + 0.264)]/[(3.232 - 0.258)*(2.561/1.5 + 0.8)] =

= 0.412*[3.532*(1.707 + 0.264)]/[2.974*(1.707 + 0.8)] = 0.412*3.532*1.971/(2.974*2.507) = 0.385

таким образом, эффективная длина отрезка

Leff = L' + 2*dL = 34.061 + 2*0.385*1.5 = 35.216

определим теперь резонансную частоту

Fr = c/[2*Leff*sqrt(Ereff)] = 150/[35.216*sqrt(3.232)] = 2.369 (ГГц)

это по классике.

а по CST у вас получилось 2,350 ?

разница 0,81%.

[Redcrusader 0]

как я и ожидал, ваш ответ не только не содержит никакого конструктива, но и является нагромождением новых ошибок.

ошибки в каждой фразе!

1) обсуждения не было, ни одной количественной оценки не было сделано. считать вы не умеете.

2) я это давно сделал (за вас), а вы повторяете раз за разом одно и то же, не произведя никаких новых расчетов.

признайтесь, что и результаты, представленные вами в первом сообщении, получены не вами. :)

3) краевая емкость вызывает эффективное удлинение отрезка. физически он остается прежним, а электрически удлиняется, резонансная частота оказывается меньше. вы хоть картинки посмотрели?

откуда взялись эти 0.2 мм? из таблицы Вольмана? - там другая подложка и другая линия.

4) вы забыли удвоить ваш неправильный результат, это надо сделать потому, что у вас удлиняются оба конца отрезка (дискретный порт).

5) не "а расчет CST", а "и расчет CST".

и вы не должны сравнивать результаты TxLine, где не учитываются краевые емкости, с результатами CST.

..........

1) я не виноват, что идет только обсуждение без представления количественных оценок с другой стороны.

2) я привык лично сам делать расчеты и проверять их по разным источникам.

3) да, но это изменение резонансной частоты незначительный, он более незначительный, чем меньше ширина отрезка (проверялось и для отрезков шириной 0,5 мм).

4) удваивать результат не надо, т.к. я проверял и с волноводным портом. Почти тот же результат, что и для дискретного порта. Различия в десятых долях процентов.

5) результаты нужно сравнивать со всем чем можно! Не надо слепо верить одному результату из CST.

 

Ваши расчеты из книги Баланиса похожи на "школьно-студенческое" желание подогнать результат.

Баланис рассматривает патч-элемент. Это отрезок линии с большим отношением w/h.

Его формулы тоже эмпирические, поэтому они работают только при определенных отношениях w/h. Я беру Вольмана, потому его эмпирические формулы для моего отношения w/h.

Из-за большой ширины полоска берется удвоение удлинения. Что поделаешь, это патч-элемент! В моем случае удлинение может быть только с одного конца.

Кроме того, я делал расчеты для четверть волнового трансформатора, где нагрузки (порты) были с обоих концов. Результат так же меня не радовал.

 

По поводу приведенных другими цифр и расчетов.

Пока только tduty5 предоставил анализ и результат.

Как я понял, у него получается при расчете фильтра.

Расчет по классике 9,15 ГГц. Расчет по CST 9,8 ГГц. Эксперимент около 9,15 ГГц (примерно).

Ошибка CST и эксперимент примерно 7%. Конечно это суммарная ошибка расчет+эксперимент+материал.

Лично Вы выложили результаты расчета:

По вашим расчетам (2...3 разных расчетов) фильтр получился на частоте около 9,4...9,45 ГГц. Классика 9,15 ГГц.

Ошибка около 2,7...3%. Причем в ту сторону куда я и указываю из-за "неправильности" значения эпсилона взятого для расчета.

 

Ошибку примерно в 3% я получал при "очень больших" установок меша для расчета в TD и FD.

При умеренно низких мешах я получал ошибку 4...5%.

Вопрос, стоит ли увеличивать время расчета в десятки раз (и мощность ПК), чтобы получить результат точнее на 1...2%?

Вроде, проще скорректировать начальное значение эпсилон и получить результат близкий к классике.

Конечно, возможно, что этот коэффициент коррекции будет работать только для определенных моделей (микрополосоковые структуры с определенным отношением w/h и т.д.). Для очень толстых структур или очень широких полосков возможно, что CST будет считать точнее классики.

Поэтому отсюда может "вытечь" другая тема - "Точность расчетов в CST различных структур".

Думаю, что лучше обобщить расчетно-экспериментальные результаты различных людей, чем пользоваться только своими расчетно-экспериментальными данными. Как понимаете, личные данные могут быть сильно субъективными.

 

[Grizzly 0]

Из-за большой ширины полоска берется удвоение удлинения. Что поделаешь, это патч-элемент! В моем случае удлинение может быть только с одного конца.

У вас порт дискретный, поэтому с его стороны излучение тоже будет, поэтому и удлинение имеет место. Тогда по вашей логике, если полосок узкий, то вообще ни с какой стороны удлинения не будет.

 

Пока только tduty5 предоставил анализ и результат.

По вашим расчетам (2...3 разных расчетов) фильтр получился на частоте около 9,4...9,45 ГГц. Классика 9,15 ГГц.

Ошибка около 2,7...3%. Причем в ту сторону куда я и указываю из-за "неправильности" значения эпсилона взятого для расчета.

Расчет CST совпал с HFSS, они считают абсолютно разыми методами (FIT и FEM соответственно). Какие еще могут быть вопросы? У меня сначала были не все нужные настройки выбраны, но после моделирования, проведенного l1l1l1, и его комментариев я убедился в корректности работы пакетов.

Изменено 9 мая, 2015 пользователем Grizzzly

[Redcrusader 0]

У вас порт дискретный, поэтому с его стороны излучение тоже будет, поэтому и удлинение имеет место. Тогда по вашей логике, если полосок узкий, то вообще ни с какой стороны удлинения не будет.

 

 

Расчет CST совпал с HFSS, они считают абсолютно разыми методами (FIT и FEM соответственно). Какие еще могут быть вопросы? У меня сначала были не все нужные настройки выбраны, но после моделирования, проведенного l1l1l1, и его комментариев я убедился в корректности работы пакетов.

Я проверял с волноводным портом. И с двумя волноводным портами на обоих концах (четвертьволновый трансформатор).

 

Все пакеты работают примерно одинаково, поэтому следует ожидать, что ошибка при расчете микрополосковых структур у них будет одинакова.

При этом, они будут выдавать примерно одинаковые результаты.

 

Точнее про вычисления.

Для нашей Frez вычисляем L с учетом Eeff. Чтобы получить нашу Frez, надо физически удлинить L на 2dL.

Т.е. при увеличенной Leff программы CST и др. должны показать частоту Frez.

l1l1l1 вычислил Leff, и исходя из этой длины вычислил "резонансную частоту".

"...определим теперь резонансную частоту

Fr = c/[2*Leff*sqrt(Ereff)] = 150/[35.216*sqrt(3.232)] = 2.369 (ГГц)

это по классике.

а по CST у вас получилось 2,350?"

Но, CST должна показать именно Frez (см. выше), которая будет выше "резонансной частоты", а не частоту которую вычислил l1l1l1 для физической длины отрезка. Т.е. физическое удлинение отрезка "работает" в другую сторону, чем пытается показать l1l1l1.

Или я где-то ошибаюсь?

 

Предлагаю посмотреть посмотреть вложенный файл.

Там, как раз используются формулы из Баланиса.

Так же там приведены расчеты при разных установках меша и т.д.

Приведены зависимости вычисленного усиления от меша.

Но, к сожалению, не приводится значений получившихся импедансов при разных мешах. :-(

Если, кто-то считал антенны, то он знает, что расчет входного импеданса гораздо важнее. Т.к. он необходим для дальнейшего согласование с сопротивлением тракта. А усиление антенны не имеет такого большого значения, да и установки для расчета не сильно влияют на разброс значения усиления.

Приведенные значения S11 "скачут" так сильно, что сложно говорить о расбросе импеданса.

 

_______path________._____________________________.pdf

[Grizzly 0]

Но, CST должна показать именно Frez (см. выше), которая будет выше "резонансной частоты", а не частоту которую вычислил l1l1l1 для физической длины отрезка. Т.е. физическое удлинение отрезка "работает" в другую сторону, чем пытается показать l1l1l1.

Или я где-то ошибаюсь?

 

Как вам ответил l1l1l1, погрешность результата моделирования по сравнению с "классикой" в данном случае 0,81%. Куда уж точнее-то???

[Aner 6]

Как выбрать меш, много пояснений, часто ошибаются с выбором как в одну так и в другую сторону.

Поясните почему расчет именно входного импеданса гораздо важнее? ... для того кто считал антенны.

 

Более жесткие требования встречал по другим параметрам антенн, но это было для реальных антенн, отданных в пр-во.

Как у вас не знаю. Вам может, это только для обученя, освоения CST пакета нужно.

[saab 2]

Возьмите калькулятор и посчитайте!

Укорочение (краевая емкость укорачивает линию, а не удлиняет) будет примерно 0,2 мм. Длина линии 34 мм.

Ну батенька, именно удлиняет а не то что вы подумали. Электрически удлинняет, при той же же физической длине. Мне собственно с CST работать и этот тролл который здесь развели, вызывает недоумение- диссонанс.

Если, кто-то считал антенны, то он знает, что расчет входного импеданса гораздо важнее. Т.к. он необходим для дальнейшего согласование с сопротивлением тракта. А усиление антенны не имеет такого большого значения, да и установки для расчета не сильно влияют на разброс значения усиления.

Приведенные значения S11 "скачут" так сильно, что сложно говорить о расбросе импеданса.

Строго говоря близко к бреду. Импеданс к адмитансу. Дык у антенн согласование

важно а импеданс это так, вторично, на этапе разбора полетов, почему не летае. У сложных ФАР импеданс не информативен, там не понятно кто за что отвечает, в отличии от согласования S11. И реализованное усиление

важно. Вобщем бред диллетанта.

[l1l1l1 0]

...

Для нашей Frez вычисляем L с учетом Eeff. Чтобы получить нашу Frez, надо физически удлинить L на 2dL.

Т.е. при увеличенной Leff программы CST и др. должны показать частоту Frez.

l1l1l1 вычислил Leff, и исходя из этой длины вычислил "резонансную частоту".

"...определим теперь резонансную частоту

Fr = c/[2*Leff*sqrt(Ereff)] = 150/[35.216*sqrt(3.232)] = 2.369 (ГГц)

это по классике.

а по CST у вас получилось 2,350?"

Но, CST должна показать именно Frez (см. выше), которая будет выше "резонансной частоты", а не частоту которую вычислил l1l1l1 для физической длины отрезка. Т.е. физическое удлинение отрезка "работает" в другую сторону, чем пытается показать l1l1l1.

Или я где-то ошибаюсь?

как обычно, вы ошибаетесь. везде.

мне уже с трудом удается отвечать вам вежливо.

вы на протяжении нескольких страниц не можете понять, что эффективное удлинение вызывает

необходимость физического укорочения отрезка, чтобы попасть на заданную частоту.

в материале, который вы выложили, именно это и проделывается.

я же делал расчет резонансной частоты отрезка заданной длины (физической).

при этом надо рассчитать эффективную длину отрезка, увеличив ее на величину эффективного удлинения.

что тут непонятного? троллите? - буду банить.

 

своим блужданием в двух соснах вы отвлекаете от проблемы, которая действительно существует.

вы правы в том, что программы, использующие FEM и FDTD (IE) дают сдвиг по частоте вниз,

который уменьшается с увеличением меша, но не до нуля, при разумном времени счета.

похоже, что решение сходится, так и не достигнув "правильного" значения.

но цифры-то другие! отклонение гораздо меньше, чем 3-5%, которые вы озвучили.

 

говорить, что все программы EM-анализа дают примерно одинаковый сдвиг по частоте пока нет оснований.

прежде, чем это заявлять, надо, по крайней мере, посмотреть результаты программ, использующих MOM.

я запланировал численный эксперимент по определению электрической длины отрезка МПЛ с помощью ряда программ:

СST MWS, HFSS, EMpro, Momentum, Sonnet, IE3D, MWO Schematic, EMsight, AXIEM.

поскольку далеко не на всё у нас есть лицензия, я разослал свою просьбу провести анализ коллегам, лицензиями обладающим.

результаты пока получены далеко не все.

анализируемая структура отличается от вашей, в ней отсутствует open или short end и исключено влияние портов (deembedding).

давайте пока не плодить посты, подождем результатов, а потом их обсудим.

 

с вашей стороны, конечно, заметен какой-то прогресс, необходимость учета эффективного удлинения,

по крайней мере с одной стороны, вам уже понятна.

надеюсь, что мы постепенно достигнем консенсуса и в других вопросах.

 

кстати о формуле из книги Баланиса для эффективного удлинения.

Баланису она не принадлежит, она принадлежит Хаммерстаду (Hammerstad),

однако по ссылкам

E.O.Hammerstad, "Equations for Microstrip Cirquit Design", Proc. Fifth European Microwave Conf., pp.268-272, Sept. 1975

и E.O.Hammerstad & F.Bekkadal: ”Microstrip Handbook” ELAB-report, STF44 A74169, Feb. 1975, Trondheim.

материалов найти не удалось, но вот здесь

E. Hammerstad. "Computer-Aided Design of Microstrip Couplers with Accurate Discontinuity Models."

1981 MTT-S International Microwave Symposium Digest 81.1 (1981 [MWSYM]): 54-56.

не только приведена оригинальная и улучшенные формулы для дельта L, но и указана их точность.

сказано, что первоначальная формула из-за особенностей использованной модели может применяться

только для сравнительно узких полосков W < 3H, то есть малоприменима как раз для патч-антенн,

а новые формулы имеют точность не хуже 0,017H, то есть 0,026 мм в нашем случае.

Computer_Aided_Designof_Microstrip_Couplers_with_Accurate_Discontinuity_Models___00025741.pdf

[Redcrusader 0]

Как вам ответил l1l1l1, погрешность результата моделирования по сравнению с "классикой" в данном случае 0,81%. Куда уж точнее-то???

Я попытался показать, что полученная "l1l1l1, погрешность результата моделирования по сравнению с "классикой" в данном случае 0,81%" не совсем правильная.

l1l1l1 сравнивал не те цифры.

 

 

Как выбрать меш, много пояснений, часто ошибаются с выбором как в одну так и в другую сторону.

Поясните почему расчет именно входного импеданса гораздо важнее? ... для того кто считал антенны.

 

Более жесткие требования встречал по другим параметрам антенн, но это было для реальных антенн, отданных в пр-во.

Как у вас не знаю. Вам может, это только для обученя, освоения CST пакета нужно.

А здесь уже что-то непонятное для меня про выбор меша!

Как можно ошибиться с выбором меша в две стороны? Для меня, вроде, все просто. Чем мельче мешь (больше ячеек), тем точнее результат.

Число ячеек ограничивает только возможности ПК (размер ОЗУ) и время вычисления.

Какой смысл устанавливать меньшее число ячеек, чем позволяет ПК?

 

А какие основные параметры антенн? По каким параметрам антенн жесткие требования?

1. Усиление.

2. Диаграмма направленности.

3. Входное сопротивление.

Если усиление у вас "прыгает" в 1,5...2 раза, то это 2...3 дБ разницы. Хотя, при расчетах в CST "колеблется" в пределах 0,3...0,6 дБ. При общем усилении 10...12 дБ, такой разброс вам не сильно важен. Кроме того, усиление довольно "тупая" характеристика и расчеты CST показывает довольно слабое влияние параметров структуры и установок на вычисленное значение усиления.

Диаграмма направленности тоже довольно "тупая" характеристика (слабо зависит от параметров структуры). CST хорошо показывает ширину и угол направления CST. В CST хорошо видно как работает структура.

Например, если вы возьмете диполь и не отсимметрируете его плечи, то увидите искажение его ДН. Или, если неправильно сфазируете все элементы антенной решетки.

А вот, разброс входного сопротивления в 1,5...2,0 раза даст вам КСВн 1,5...2 и более. А после кабеля со стандартным волновым и длиной N*L/4 вы можете получить еще худшее КСВн на выходе(входе) усилителя. А, если у вас нагрузкой будет еще и фильтр, то вы получите недопустимое изменение АЧХ. И получить потери отражения 2...3 дБ, но АЧХ будет важнее!!

 

 

Строго говоря близко к бреду. Импеданс к адмитансу. Дык у антенн согласование

важно а импеданс это так, вторично, на этапе разбора полетов, почему не летае. У сложных ФАР импеданс не информативен, там не понятно кто за что отвечает, в отличии от согласования S11. И реализованное усиление

важно. Вобщем бред диллетанта.

Мне тоже странно ваше отношение к входному импедансу антенны.

Вам важно S11, а от чего оно зависит?

Только от входного импеданса! Вы же считаете S11 относительно стандартного значения волнового сопротивления тракта или любого значения, выбранного вами.

Чтобы получить минимальное значение S11 и соответственно максимальное реализованное усиление, вам надо как можно точнее знать импеданс излучателя.

Конечно, можно рассчитать антенну и "плюнуть" на импеданс излучателя, а потом "тупо" экспериментально подобрать цепь согласования.

Каждый раз затрачивая много времени на настройку согласования каждой антенны.