[daiver 0]

Допустим у меня есть спектроаналлизатор, осциллограф, генератор и CST.

Я ищу способ связать их на практике, чтобы моделирование в CST связать и приблизить к измерению приборами.

По сути спектроаналлизатор, осциллограф измеряют напряжение, генератор генерирует напряжение. Внутри них АЦП и ЦАП.

Разрабатывая устройство мне доступны для работы результаты работы АЦП и ЦАП.

Соответственно я ищу более глубокого понимания без отрыва от практики.

Вот ЦАП я могу попробовать заменить на дискретный порт в CST.

Посоветуйте какую максимально примитивную структуру сделать, чтобы из ЦАП увидеть волну, поле, моды?

Т.е. с одной стороны дискретный порт, который колеблет кусочек меди (антенну).

Вероятно это все можно попробовать засунуть в трубу/волновод, и попробовать посмотреть поле на другом конце?

[Tema-yes 6]

Добрый день!

В Help CST если в поиск вбить Waveguide Port Overview, то можно почитать про волноводный порт и в том числе там приведены моды.

Чтобы понять что такое эти моды, можно почитать какую-нибудь литературу о линиях передачи СВЧ. В крайнем случае просто загуглить и начать с примитивного прямоугольного волновода. Волноводная мода = тип волны, это синонимы. Что Вам привели за ссылку не вижу, без ВПН не откроется, а на рабочем ПК его нет.

Посчитать в CST, ну к примеру тот же прямоугольный волновод с установленными E и H мониторами. Посчитаете несколько мод, увидите как поле распространяется.

Померить в реальности теоретически возможно если сильно заморочиться, но вопрос зачем.

 

 

[daiver 0]

Добрый день.

Благодарю за ответ.

Может быть существует возможность какие-то моменты прояснить максимально просто "на пальцах".

Вот есть порты "Волноводный порт", "Дискретный порт", "Дискретный порт на проводнике".

Спойлер

Волноводный порт имеют разный интерфейс, причем задание мод есть только в волноводном порту.

Спойлер

Вопрос почему?

Мой ответ:

1. Волноводный порт позволяет определить поверхность через которую излучается волна.

Волна может быть разной, соответственно эти настройки и определяют начальное состояние волны.

Это единственный вариант если у вас волновод, т.е. труба.

2. Дискретный порт задает две точки между которыми прикладывается напряжение, и грубо поток электронов движущийся по проводнику

определяет тип волны, по-этому нет возможности его задать.

3. Дискретный порт на проводнике тоже самое что и дискретный порт между двумя точками, только эти две точки соединены проводником,

и волна создается в проводнике.

Это корректные суждения?

 

Для просмотра фильтрованных ссылок спасает AdGuard VPN в виртуальной машине, бесплатного трафика хватает на формы и документацию.

[Aner 8]

4 hours ago, daiver said:

Может есть что-то практическим языком, чтобы измерить можно было, или в худшем случае смоделировать в CST ?

Самое близкое по вашей ссылке это изображение:

https://leg.co.ua/images/archive/volnovodnye-linii/volnovodnaya-linia-57.png

Я понимаю что они не просто считаются, а по уравнениям, которые не интуитивны, по-этому приходится считать.

Я правильно понимаю, что созданное движением электронов электромагнитное поле движется по волноводу уже без электронов,

и по уравнениям как раз считается состояние поля в каждый момент времени?

Соответственно чтобы получить результат, нужно излучить в точке/поверхности излучения и посчитать переход состояний до конечной точке/поверхности.

Вообщето электро-магнитное поле это фотоны. У электрона масса большая и тд.

[daiver 0]

29 минут назад, Aner сказал:

Вообщето электро-магнитное поле это фотоны. У электрона масса большая и тд.

Пусть так.

Проблема в том что мне никак не может. Вот есть дорожка на плате. У меня нет прибора посмотреть на фотоны рядом с дорожкой.

А вот условно измерить напряжение можно. Есть прибор. Т.е. изменение напряжения с определенной частотой.

 

"В рамках квантовой электродинамики электромагнитное излучение можно рассматривать как поток фотонов. Частицей-переносчиком электромагнитного взаимодействия является фотон (частица, которую можно представить как элементарное квантовое возбуждение электромагнитного поля)" (википедия).

"В 1819 г. датский физик Х. К. Эрстед обнаружил, что проводник, по которому течёт электрический ток, вызывает отклонение стрелки магнитного компаса, расположенного вблизи этого проводника, из чего следовало, что электрические и магнитные явления взаимосвязаны." (википедия)

 

 

Если в одном проводнике есть изменение напряжения на определенной частоте и подобное изменение напряжения я могу наблюдать в другом проводнике, куда не подается ничего, то первый проводник можно назвать антенной которая излучает. а второй антенной которая принимает.

Соответственно если CST позволяет как-то посмотреть поля и понять как лучше делать так чтобы с одной стороны лучше улетало, а на другую сторону лучше прилетало, то я пытаюсь понять как. Т.е. понять что может сообщить инструмент CST.

Я понимаю что можно задать Field Monitors и попробовать посмотреть модель в ограниченных условиях. Посмотреть на ток бегающий по поверхности. Посмотреть на стрелочки электрического и магнитного полей.

В любом случае у меня на обоих концах инструмент ЦАП и АЦП.

Вопрос можно ли к этому добавить какое-то понимание полей, мод, отдельно электрического поля, отдельно магнитного поля, чтобы лучше прогнозировать результат ЦАП и АЦП?

[Freesom 22]

19 minutes ago, daiver said:

"В рамках квантовой электродинамики электромагнитное излучение можно рассматривать как поток фотонов. Частицей-переносчиком электромагнитного взаимодействия является фотон (частица, которую можно представить как элементарное квантовое возбуждение электромагнитного поля)" (википедия).

"В 1819 г. датский физик Х. К. Эрстед обнаружил, что проводник, по которому течёт электрический ток, вызывает отклонение стрелки магнитного компаса, расположенного вблизи этого проводника, из чего следовало, что электрические и магнитные явления взаимосвязаны." (википедия)

Окститесь, у вас устаревшие взгляды на жисть. В линиях передачи никаких фотонов нет, там живут поверхностные плазмон-поляритоны (Плазмон-поляритоны — это взаимосвязанные колебания электронов металла и электрического поля вблизи границы проводника и диэлектрика)

28 minutes ago, daiver said:

Вопрос можно ли к этому добавить какое-то понимание полей, мод, отдельно электрического поля, отдельно магнитного поля, чтобы лучше прогнозировать результат ЦАП и АЦП?

Максвелл говорит, что вам не хватает тока смещения для какого-то понимания полей

[yurik82 23]

3 минуты назад, Freesom сказал:

фотонов нет, там живут поверхностные плазмон-поляритоны

это всего лишь частный случай режима/моды/конфигурация распространения фотонов. Крайне экзотический режим, который можно возбудить на экзотических частотах (далеко за пределами обычных радиочастот) в экзотической комбинации материалов

[Freesom 22]

9 minutes ago, yurik82 said:

Крайне экзотический режим, который можно возбудить на экзотических частотах (далеко за пределами обычных радиочастот)

Да тут тоже видать частоты не простые, раз токи проводимости легко и просто на потоки фотонов заменили. Электрон им жирный слишком...

9 minutes ago, yurik82 said:

Да, именно так я и представлял себе устройство типичной антенны

[yurik82 23]

9 минут назад, Freesom сказал:

Да тут тоже видать частоты не простые, раз токи проводимости легко и просто на потоки фотонов заменили. Электрон им жирный слишком...

Да, именно так я и представлял себе устройство типичной антенны

 плазмон-поляритоны это как раз не антенна, а волновод. Волновод внешней проводимости. Если в классическом волноводе энергия передается внутри замкнутого пространства (фотонам не дает разлетаться замкнутость), то тут энергия передается снаружи предмета (цилиндрического проводника например) и такой особый режим "сцепки" фотоа с поверхностными электронами противодействует разлету фотонов (излучению, превращению в антенну) а направляет их как гусеницу вдоль провода.

100 лет назад такое могли получить только в ИК+ диапазоне, сейчас уже опустились в терагерцовый (но всё ещё с помощью оптического лазера, а не СВЧ устройств)

Изменено 8 декабря, 2023 пользователем yurik82

[daiver 0]

Хм.

8 минут назад, Freesom сказал:

Да тут тоже видать частоты не простые, раз токи проводимости легко и просто на потоки фотонов заменили. Электрон им жирный слишком...

Я не заменял. Для меня фотон что-то к свету ближе. А свечения на платах не наблюдается.

Частоты самые обычные радиочастоты. Условно до 4 ГГц.

Это не имеет отношения к понимаю мод, электромагнитных полей.

Я по прежнему прошу меня ткнуть во что-нибудь околопрактическое, что добавит понимания на уровне мод, полей и не оторвет от практики.

И мне не очень важно как это корректно называется фотоны, плазмон-поляритоны или еще что-то.

Отсылки к формулам отдаляют от практики и по-этому не годятся. В этом смысле инструмент CST намного ближе.

Может быть можно что-то добавить?

 

Если вас не затруднит указать источник этого изображения для изучения ?

7 минут назад, yurik82 сказал:

такой особый режим "сцепки" фотоа с поверхностными электронами противодействует разлету фотонов (излучению, превращению в антенну) а направляет их как гусеницу вдоль провода

 

Вас не затруднит ткнуть где об этом почитать?

[yurik82 23]

9 минут назад, daiver сказал:

Если вас не затруднит указать источник этого изображения для изучения ?

16 минут назад, yurik82 сказал:

https://en.wikipedia.org/wiki/Surface_plasmon

 

9 минут назад, daiver сказал:

Я не заменял. Для меня фотон что-то к свету ближе. А свечения на платах не наблюдается.

Это психологическое. Фотоны они везде в электрослабых взаимодействиях. Электрон держится на орбите постоянными взаимодействиями по обмену фотонами между носителями зарядов (например протоном и электроном).

Любые заряды это всегда обмен фотонами. А карта напряженности для наглядности рисуется  силовым линиями (линия, касательная в каждой точке которой совпадает с направлением E-вектора суммарного поля в этой точке)

И гамма-излучение и радио - это всё фотоны.

 

Когда длина волны фотона становится сопоставимой с шероховатостью - он уже не способен наводить направленные потоки зарядов в металлах (эта направленность разбивается о шероховатость), и это мы считаем условной границей между РЧ и оптическим (ИК) диапазонами.

Изменено 8 декабря, 2023 пользователем yurik82

[Freesom 22]

19 minutes ago, yurik82 said:

плазмон-поляритоны это как раз не антенна, а волновод. Волновод внешней проводимости.

А разве задача приемной антенны не такая как на рисунке? Поймать из внешнего пространства волну и преобразовать её в поверхностный ток, который потом привести в линию передачи?

16 minutes ago, daiver said:

А свечения на платах не наблюдается.

Дозиметром попробуйте

[yurik82 23]

12 минут назад, Freesom сказал:

А разве задача приемной антенны не такая как на рисунке? Поймать из внешнего пространства волну и преобразовать её в поверхностный ток, который потом привести в линию передачи?

Все пассивные устройства симметричны по определению. Относительно антенн это постулат о симметричности режима приема и передачи (S-матрица пассивного многополюсника не зависит от направления движения энергии).

Если в такой провод подать энергию и она будет бежать вдоль него и не излучаться - это значит что в режиме приема она не будет ничего абсорбировать.

Образно этот эффект можно объяснить "магнитной отталкивающей подушкой", фотон который поймался на рисунке слева наводит колебания в электронах, и поле электрона справа (по ходу движения поверхностной волны) противодействует приему новых порций волны извне. Поле этого поляритона всегда противофазно внешнему полю, из-за этого и не излучается и не принимается энергия.  Получается такой "силовой экран" без применения замкнутых труб. 

Режим этот весьма экзотический, неустойчивый и возбудить его хотя бы на пару миллиметров очень сложно в лабораторных условиях. Как только колебания поляритона не противофазны - он начинает работать как обычный провод и сразу излучает (или принимает).

Изменено 8 декабря, 2023 пользователем yurik82

[Aner 8]

А какже быть с отражениями с поверхности? Теже зеркала? Переизлучение?

[yurik82 23]

21 минуту назад, Aner сказал:

А какже быть с отражениями с поверхности? Теже зеркала? Переизлучение?

плазмон-поляритоны это экзотическое явление, его очень сложно добиться в в лаборатории. Детально я не читал, там что-то связано с этим носителем заряда, при некотором экзотическом удачном сочетании материала и длины волны - групповая скорость волны в самих этих плазмонных носителях замедляется на некоторое определенное значение, которые в противофазной суперпозиции с падающим плоским фронтом волны.. Т.е. проводник становится невосприимчивым к индукции, т.к. запасенная от первых порций волны энергия препятствует индукции последующих. Из-за наличия больших тепловых потерь и шумов - эффект быстро угасает и получен только на микроскопических масштабах.

Например в отражении есть такой эффект как просветление оптики (в СВЧ это согласование 2 сред  с разным импедансом L/4 трансформатором с неким промежуточным импедансом). В общем случае граница сред отражает, но благодаря тщательному подбору конструкции и длины волны отражение при контакте 3 сред можно погасить.

Это работает только для устоявшихся гармонических колебаний и не работает для одиночных импульсов. В противофазе "магнитную подушку" создает энергия из предыдущих порций волны.

 

плазмонный эфект это некая разновидность этого принципа просветления, только это лямбда/4 задержка создается в поверхностном слое металла самостоятельно, при некотором удачном сочетании длины волны. На практике получено для диапазона волн 0.7 - 2 микрона, поначалу только на некоторых типах кристаллических решеток.

Изменено 8 декабря, 2023 пользователем yurik82