[vetspace 0]

Здравствуйте! Подскажите, пожалуйста, кто может или кто сталкивался с таким вопросом: имеется планарная электромагнитная структура, например планарный фильтр или планарная антенна, требуется по заданной координатной сетке перемещать зонд электромагнитного поля в ближней зоне параллельно планарной структуре и в каждой точке координатной сетки производить измерение амплитуды поля в заданном диапазоне частот. Как такое реализовать? С помощью макросов? 

[yurik82 18]

3 часа назад, vetspace сказал:

Как такое реализовать? С помощью макросов? 

Parameter Sweep.

Но нужно ли это на самом деле? Если надо просто получить картинку напряженности/вектора поля (Е или H) - то CST и HFSS выведут её сразу для любой плоскости, в т.ч. с анимацией по фазе.

Если всунуть материальный зонд, то между фильтром (антенной) и зондом возникнет связь и поле существенно изменится, в т.ч. его амплитуда в любой точке. Причем эта амплитуда больше будет зависеть от геометрии зонда, а не от напряженности поля в исходной модели без зонда.

 

Вот например планарный фильтр на L/4 открытом отрезке. В любой точке в любой момент фазы можно измерить напряженность поля V/metr (как мгновенную так и интегральную за оборот фазы), в т.ч. в форме температурного рисунка (шкалу по цветах тоже можно настроить любую)

Интегральная амплитуда за оборот

Изменено 7 марта, 2019 пользователем yurik82

[vetspace 0]

Спасибо за отклик, но это не совсем то, что хотелось бы. Вы предлагаете визуализацию на основе мониторов поля, встроенных в CST. Попробую еще раз пояснить. Предположим, мы используем точно такой же планарный фильтр, который вы изобразили в своем посте, но вместо встроенного в CST монитора поля мы используем свой пробник поля, в виде четвертьволнового штыря, выходящего из коаксиальной линии, который дискретно перемещается с определенным шагом над плоскостью планарного фильтра и измеряет вертикальную составляющую электрического поля (в ближней зоне). Таким образом, нас интересует распределение сигнала на выходе порта коаксиальной линии в зависимости от координаты расположения штыря над плоскостью фильтра.

[Aner 3]

Вам же написали выше:

<...Если всунуть материальный зонд, то между фильтром (антенной) и зондом возникнет связь и поле существенно изменится, в т.ч. его амплитуда в любой точке. Причем эта амплитуда больше будет зависеть от геометрии зонда, а не от напряженности поля в исходной модели без зонда. ...>

 

Вы же должны понимать, что ваш зонд будет частью коаксиальной линии, особенно для ближней зоны. И результат таких измерений будет не соответствовать той отдельной коаксиальной линии. Или что тогда вам нужно? Проверить как работает ответвитель от линии (Coupler) ?

[yurik82 18]

Parameter Sweep - одна или несколько переменных для положения или размеров зонда (начальное значение, конечное, шаг или к-во точек), а также для положения/размеров lumped порта этого зонда.

 

Потом любые графики или таблицы (S(1,2) и т.д.) можно вывести для всех расчетов по параметрическому свипу, в т.ч. использовать параметр из свипа как переменную для оси Х 

Изменено 10 марта, 2019 пользователем yurik82

[vetspace 0]

Зонд и коаксиальная линия это единое целое, расстояние между планарной структурой выбирается таким образом, чтобы свести к минимуму ''coupling'', но при этом работать в ближней зоне. Аналогом моей ситуации является, допустим, измерение распределения поля на раскрыве антенны (антенной решетки) в ближней зоне с помощью зонда (отрезка прямоугольного волновода с коаксиальным выходом) путем его дискретного перемещения по строчно-столбцевой схеме перед раскрывом - принцип измерения характеристик направленности антенн в ближней зоне. Тот же принцип надо реализовать в модели на планарной структуре со своим зондом. Вопрос в следующем, еще раз повторюсь, как программно перемещать измерительный зонд (своя EM структура) над планарной структурой и в каждой точке запускать решатель в установленном частотном диапазоне и при этом фиксировать параметры выходного порта коаксиальной линии, являющейся частью зонда (пробника напряженности электрического поля).

[vetspace 0]

To "yurik82"

Спасибо, не заметил вашего крайнего сообщения и начал пояснять предыдущему участнику. Понял, попробую реализовать Ваш вариант.

[yurik82 18]

6 часов назад, vetspace сказал:

Спасибо, не заметил вашего крайнего сообщения и начал пояснять предыдущему участнику. Понял, попробую реализовать Ваш вариант.

Можно также двигать зонд (в т.ч. через Parametric sweep) нагруженный на LumpedRLC (R=50 Ом например или другое значение которое подходит для данного типа зонда) но смотреть напряженность через встроенные мониторы поля.

Спойлер

 

тип и положение зонда будут иметь очень сильное влияние. например зонд с линейной поляризацией излучения (диполь Герца) измеряет поле корректно только если Е-плоскость зонда и измеряемого поля совпадают. если у антенн вектор Е поля достаточно предсказуем (по крайней мере в раскрыве главного лепестка, например возле раструба рупорной антенны), то у произвольной печатной структуры (типа фильтр полосковый) он интуитивно непредсказуем. Даже если будете пользоваться зондом - всё равно проверяйте встроенными мониторами, что поведение поля соответствует Вашим ожиданиям

У рупорной антенны наличие штыревого зонда в раскрыве несущественно поменяет S(1,1), между источником излучения и зондом достаточно большая пространственная развязка по трубе волновода (КСВ-метр в генератора не увидит существенной разницы от появления зонда за рупором).

У фильтра выше - фильтрация на запорной частоте достигает 40 дБ (0,01% энергии добирается к порту на правом конце линии). Если где-либо возле линии установить зонд с резонансом на частоте режекции фильтра - энергия с радостью побежит на зонд, т.е. возле него сформируется сильное поле, даже если без зонда поля не было (например зонд размещен в нулл-точках стоячей волны)

 

 

[Y.Kolmakov 2]

On 2/25/2019 at 4:23 PM, magnum16 said:

I7 5960X 64GB RAM, GTX 1060 3GB. Transient расчет поля широкополосной антенны. Время расчета отличается примерно в 4 раза при включении hardware acceleration.

 

А поделитесь информацией кто еще что-то запускал на "игровых" видеокартах, PIC солвер запускается?

[off]У кого-то есть опыт покупки Tesla в Amazon/eBay? Там сейчас интересные предложения на K40 но если не б/у то не так и даром.[/off]

Изменено 4 апреля, 2019 пользователем Y.Kolmakov

[rnj2000 1]

Приветствую всех. Может сталкивался кто.
Имеется электрическая малая антенна, хочется оценить создаваемое ей поле.
Но в 3D она рассогласована жутко из-за огромной мнимой части. Это отражается и на поле вокруг антенны.
В Schematic для нее построил согласующие устройство. Есть ли вариант учесть это согласующие устройство при построение картин поля?

Изменено 8 апреля, 2019 пользователем rnj2000

[Aner 3]

А согласующие устройство на сосредоточенных элементах или как элементы линии передачи? И потом какая частота? В одном из проектов согласование делалось посредством изменения длин толщин линии передачи с элементами radial stub. Изменения в диаграмме укороченной антенны были оч существенны. Также советую попробовать в AWR, Qucs посимулировать ваш вариант в  части согласующего устройства.

[yurik82 18]

3 часа назад, rnj2000 сказал:

Есть ли вариант учесть это согласующие устройство при построение картин поля?

Оно не влияет на поле, только на S11.

Поведение антенны (её ближнее и дальнее поля) строится только для AcceptedPower. Независимо какой % энергии прошел, а какой отразился назад - дальнейшее поведение энергии которая принята уже не зависит от коэффициента отражения на границе порт-антенна

3 часа назад, rnj2000 сказал:

Это отражается и на поле вокруг антенны.

Не отражается. Импеданс порта питания вообще относится к post-processing. Если например получилось что антенна имеет Z = 100 +j200, то если входной порт задать как Zo=100 -j200, то КСВ=1 (S11 стремится к 0), если Zo = 50 +j0, то КСВ=10.4 (S11 = 0.824). Что с первым источником, что со вторым - ближние и дальние поля будут одинаковые. Пересчет S параметров при изменении импеданса порта питания (renormalize) делается мгновенно без пересчета модели.

S11 будет влиять только если надо получить правильные абсолютные значения напряженности поля, SAR или ещё чего в зависимости от напряжения или мощности на терминалах.

Даже если паралельно порту питания поставить LumpedRLC (конденсатор или катушку чтобы убрать вашу мнимую часть) они вообще никак не будут влиять на распределение полей и ДН.

 

В старых книгах иногда пишут о кореляции согласования с ДН, что мол там где антенна начинает рассогласовываться, там и уплывает ДН. Но это плохое объяснение, которое не объясняет причину и следствие.

 

Связать модель 3D-решателя и CircuitDesign можно (например чтобы оптимизировать ваше согласующее устройство и смотреть сразу результирующие S/Z-параметры системы "схематическое АСУ + реальная 3-мерная антенна").

Вот как это делается в HFSS пошагово (страница 12):

http://www.ece.uprm.edu/~rafaelr/inel6068/HFSS/HFSS_Antenna_v2015_v1/workshop_instructions_trainee/ANSYS_HFSS_Antenna_W05_1_Dynamic_Link.pdf

Когда копи-пастнуть (или драг-дропнуть) 3D проект в Circuit 2D проект - на принципиальной схеме появится блок (с вашей антенной) и у него будут все терминалы, которые есть в 3D проекта (если был только 1 lumped порт, то и на схеме будет 1 терминал). Далее можно рисовать любые линии, элементы. Эта антенна уже полноправный участник принципиальной электрической схемы.

В CST должно быть примерно так же. Но решению Вашей задачи это не поможет.

 

При изменении в принципиальной схеме - никакого пересчета связанной 3D модели (например антенны) не будет. 3D модель решается первой (о том, что запуск был вызван вышестоящим проектом - решатель не знает. Антенна рассчитывается так же как будто никакой схемы нет и это самостоятельный проект). Результат расчетов - матрица S-параметров передается назад в Circuit. Когда работаете со схемой, что-то меняете, эта S-матрица не меняется и используется для мгновенного пересчета результатов вашей схемы.

Такое связывание удобно для частотного Sweep. Если интересует расчет только на 1 частоте, то можно просто в 3D решателе посмотреть какой получился импеданс (Например получилось Z = 10 -j200) и вручную вписать этот импаденс для выходного порта вашей 2D схеме.

 

P.S. Изменения о которых говорит Aner связаны с тем, если ваше ССУ находится под действием ближнего поля антенны и они между собой взаимодействуют. Принципиальная схема Circuit 2D (любая) подразумевает бесконечную экранировку этой схемы от антенны.

Изменено 8 апреля, 2019 пользователем yurik82

[rnj2000 1]

Спасибо yurik82, все вами описанное я понимаю.

On 4/8/2019 at 12:46 PM, yurik82 said:

S11 будет влиять только если надо получить правильные абсолютные значения напряженности поля, SAR или ещё чего в зависимости от напряжения или мощности на терминалах.

Вот оно мне и нужно. Оценить величину напряженности электрического поля через Field Probe, закачав через порт в Combine Results большую мощность. Чисто в 3D дискретный порт не поддерживает комплексных сопротивлений, это возможно только в Shematic. Отсюда и проблема. Попробую использовать предложенный в Ansys подход.

On 4/8/2019 at 12:40 PM, Aner said:

А согласующие устройство на сосредоточенных элементах или как элементы линии передачи? И потом какая частота?

Все на сосредоточенных элементах, так как по частотам десятки МГц. 

[yurik82 18]

9 минут назад, rnj2000 сказал:

Чисто в 3D дискретный порт не поддерживает комплексных сопротивлений

CST под рукой нет. Разве там нельзя вписывать комплексное число?

Если менять на вкладке Post-Processing - Renormalize, то пересчет будет мгновенный (для отчетов S/Z/SWR), если менять на первой вкладке то будет полное повторное решение модели

Изменено 10 апреля, 2019 пользователем yurik82

[rnj2000 1]

5 hours ago, yurik82 said:

CST под рукой нет. Разве там нельзя вписывать комплексное число?

 

Нельзя.

 

Но ответ был найден. И как всегда в CST специфические вещи делать можно и в хелпе они описаны мимолетом. А в Ansys при общей большей сложности специфика делается проще.

В Shematic надо задавать задачу Transient и в настройках во вкладке Transient ставить галку CST transient co-simulation, во вкладке Combine Results - галку Combine Results.

После расчета в дереве 3D расчета появятся результаты с подписью "cosim"