вопросик по антенам
По поводу патчей с круговой поляризацией: в инете есть калькуляторы для них, - я пытался моделировать в HFSS несколько вариантов, но у меня выходит линейная поляризация. Возможно дело в том, что я несведущ в антенных науках и что-то делаю не так.
Кто-то успешно симулировал такие антенны в HFSS?
Я перепробовал несколько вариантов. В большинстве случаев по калькуляторам из инета так и получается, 4-8 дБ разница LHCP-RHCP. Лучше всего результат с двумя точками питания со сдвигом фаз. В книгах и статьях много вариантов с одноточечным питанием, но надо и слот вырезать и уголки срезать, это более-менее вариант.
Смогли бы вы смоделировать вии диполь в HFSS, рассказать куда что тыкать, чтобы все это там заработало, ксм… и снять видео по этому поводу. Думаю вам будут благодарно тут многие) А то непонятно что да куда тыкать.
К сожалению, нет. Я не знаю, как правильно подключение для V-диполя сделать, там разные варианты в программе, и надо профильное образование или книжку толстую почитать. А патч я моделировал по урокам с ютуба, только менял форму, чтобы сделать его круговой поляризации. И V-диполь проще в MMANA-GAL моделировать: вбил два провода и готово.
Я перепробовал несколько вариантов
Можете куда-нибудь проект залить? Хочу посмотреть, а то у меня полная ерунда выходит.
Смогли бы вы смоделировать вии диполь в HFSS, рассказать куда что тыкать, чтобы все это там заработало, ксм… и снять видео по этому поводу. Думаю вам будут благодарно тут многие) А то непонятно что да куда тыкать.
В youtube огромное число роликов про моделирование в HFSS, форумов масса, книг на русском тоже. Для студентов есть методички. Часов 100-150 самообучения и Вы сможете более менее свободно работать в данной программе. Не стоит воспринимать HFSS\mana\MWO как калькулятор антенн.
Можете куда-нибудь проект залить? Хочу посмотреть, а то у меня полная ерунда выходит.
Если у Вас получилось смоделировать простой прямоугольный патч, далее добавляете вторую точку питания, которую сдвигаете на 90градусов по фазе и крепите на любую прилежащую сторону в аналогичное место относительно края, т.е. 2 порта делаете, и включаете их. Питание в модели подводите коаксиальным кабелем к патчу длинной более 1-2 см. Очень рекомендую этот этап сделать самостоятельно, тогда проблема создания порта, выбор modal\terminal и прочих мелочей уже стоять не будет.
Вопрос. Слот антенна под хд линк 5.8 ГГц 9+ дБи омни. 330х20 мм. Внимательно посмотрите ДН. Такую на борт актуально ставить? Или половинить с потерей 3 дБ, но с расширением угла и уменьшением длины?
Для полетов вдаль мы не превышаем 5 градусов. Но она реально длинная.
ДН типичной коллинеарки. На лонгрейнджевый коптер можно повесить такую, но с 2-х осевым сервоприводом для поддержки вертикали. Сервоприводы могут легко управляться прям от полётника. Например у Назы есть два выхода для подвески, вот они сюда были бы прям идеальны.
Моделирование ДН от положения антенны на коптере, один из вариантов. Модель коптер 120 см рама алюминий, пропеллер 14 дюймов карбон(наиболее близко в модели взят графит). Антенна секторная на 900 МГц.
На коптере угол по горизонтали, как можно заметить, поджался и это добавило +1 дБ, но диаграмма стала заметно хуже. Также центр КСВ на 8 МГц сдвинулся относительно свободного пространства, но для этой антенны это пофиг, она широкополосная.
Про это шла речь, когда говорят, что настраивать антенну надо на беспилотнике ?
И сверху если поставить.
Тут центр КСВ на 15 МГц сместился в противоположную сторону.
Про это шла речь, когда говорят, что настраивать антенну надо на беспилотнике ?
Наверное да. Во всяком случае на полноформатных самолях, там с этим очень строго. На заводах настраивают каждую антенну будучи закреплённой на штатное место ЛА. Проп - палочкой разве правильно? Почему не диск равного диаметра? Из чего сделана арматура подвеса самой антенны? Даже радиопрозрачные детали обычно влияют, хоть и в меньшей степени. Хотя со столь огромными размерами и удалениями, влияние небольшое, да. Эту бы антенну, да на коптер уполовиненного размера, с лучами по 300-350мм. И не из центра выходящими, а из центральной “головы”, которая так же из угляхи сроблена. Тогда она будет доходить до уровня подвеса антенны на эскизе ДН. Соответственно выйдет иное влияние на задние лепестки. Главное, что основной направленный лепесток тут никак не урежется.
Наверное да. Во всяком случае на полноформатных самолях, там с этим очень строго. На заводах настраивают каждую антенну будучи закреплённой на штатное место ЛА. Проп - палочкой разве правильно? Почему не диск равного диаметра? Из чего сделана арматура подвеса самой антенны? Даже радиопрозрачные детали обычно влияют, хоть и в меньшей степени. Хотя со столь огромными размерами и удалениями, влияние небольшое, да. Эту бы антенну, да на коптер уполовиненного размера, с лучами по 300-350мм. И не из центра выходящими, а из центральной “головы”, которая так же из угляхи сроблена. Тогда она будет доходить до уровня подвеса антенны на эскизе ДН. Соответственно выйдет иное влияние на задние лепестки. Главное, что основной направленный лепесток тут никак не урежется.
Диск слишком большая площадь, ложно отрицательный результат может быть. В реальности пропеллер ближе к палочке, и на модели он в положении максамального влияния. Все на допущениях и лени детальной прорисовки построено. У меня , к сожалению, нет электромагнитных свойств кабона, если найду внесу в модель, будет поточнее. В этой модели самый предельный вариант на алюминиевой раме, и графитовыми пропеллерами, наверное, у когото такой есть. Попробую теперь такой же “красивый” самолет нарисовать.
Лучше обычный диполь на крыле или над крылом. Не знаю кто с секторными антеннами летает. Крыло пенопласт
Лучше обычный диполь на крыле или над крылом. Не знаю кто с секторными антеннами летает. Крыло пенопласт
У меня немного другой посыл был, а так можно было еще заметить, что на дроне двух моторов не хватает.Не симметрично запитанный диполь под крылом, над крылом далеко от бублика ДН даст, просто это не видно глазом, поэтому такого не существует. Можете на досуге смоделировать v диполь с кабелем передатчиком и в крыле, увидите много интересного.
Игорь, а можно в HFSS импортировать модели из других программ, SolidWorks например, уж слишком у HFSS редактор родной извращённый… ?
Игорь, а можно в HFSS импортировать модели из других программ, SolidWorks например, уж слишком у HFSS редактор родной извращённый… ?
Можно дхф формат, только надо в 3д модели сделать большие полигоны, т.е. загрубить до максимально допустимого, и в hfss с этой моделью крайне ограниченная возможность редактирования. Редактор там прикольный, необычный поначалу, но потом вполне.
По поводу патчей с круговой поляризацией: в инете есть калькуляторы для них, - я пытался моделировать в HFSS несколько вариантов, но у меня выходит линейная поляризация. Возможно дело в том, что я несведущ в антенных науках и что-то делаю не так. Кто-то успешно симулировал такие антенны в HFSS?
Нашел свои мультики.
Вот так будет круговая, 2 точки питания.
www.youtube.com/watch?v=fi0rCiCFhbk
А линейная вот так.Это практически та же антенна, только запитана в одной точке.
Вот так будет круговая, 2 точки питания.
Смущение у меня остается от просмотра вашего первого видео, Игорь 😃. Я вот по поводу линейных и круговых поляризаций нашел такое видео:
Там смесь из терминов… То говорят про свет, то про электромагнитную волну… Хотя я понимаю, что свет - это тоже электромагнитная волна определенной частоты. Из этого видео я сделал вывод о том, что для формирования электромагнитной волны с круговой поляризацией (правой или левой), т.е. вращающегося в ту или иную сторону вектора электромагнитного поля, необходимо две точки питания, между которыми обязательно должна быть задержка по фазе в четверть волны. При задержке в четверть волны будет сформирован вращающийся по кругу (единичный для упрощения) вектор.
В видео показано применение материалов (“четверть-волновая пластина”), которые за счет своих особенностей формируют второй, пассивный источник поля, сдвинутый по фазе относительно первого, и таким образом формируется вращающийся вектор поля. Это я так понял тот кусочек видео. Хотя мне странно вот что… В природе не бывает КПД 100%. Поэтому, на мой взгляд, они несколько упростили видео. Ведь входящая в четверть-волновую пластинку энергия расходуется на задержку. Поэтому амплитуды обеих волн круговой поляризации на выходе должны иметь амплитуду меньшую, чем линейно поляризованная волна на входе (это минус). Но выходная волна будет вращаться (это плюс).
Вероятно также, что вместо применения особых материалов можно применить особые конструкции, которые за счет своей конфигурации создадут второй пассивный источник эл. магнитной энергии, сдвинутый по фазе относительно первого (основного) активного, и таким образом тоже будет создан вращающийся вектор электромагнитного поля. Возможно, именно так и работают патчи, имеющие одну точку питания, но магическим образом формирующие волну с круговой поляризацией.
Если задержки нет, то не будет смещения, и не возникнет вращения. Поэтому я думаю, что для патча на вашем первом видео мало двух точек питания. Я думаю, что чтобы такой патч действительно производил волну с круговой поляризацией, надо чтобы между этими двумя точками питания генераторы волн были сдвинуты по фазе на четверть волны. Тогда поляризация завертится. Если же смещения фаз между генераторами волн в обеих точках питания патча не будет, то тогда он будет излучать комбинацию линейно поляризованных волн в двух плоскостях, но не более? И круговой поляризации, по идее, не возникнет?
И снова у меня возникает вопрос - как клевер, при наличии одной точки питания и отсутствии цепей смещения фаз между лепестками клевера, формирует пресловутую круговую поляризацию? Как патчи с одной точкой питания её формируют? Нам же продают патчи с одной точкой питания, формирующие круговую поляризацию. И цепей смещения фаз там что-то тоже не видно…
Вы сказали
Это практически та же антенна, только запитана в одной точке.
Т.е. разница между этими двумя патчами не в размерах или конструкции пластин излучателей, а в количестве точек питания, и как я полагаю, в смещении фаз генераторов волны в этих двух точках питания? Но вовсе не в конструкции самих патчей. Вот я более-менее понимаю как формируется круговая поляризация в хеликсе. Там она достигается чисто геометрически с помощью конструктивных мероприятий, хотя при этом Хеликс имеет всего одну точку питания.
Я оставил только вектор Е , вектор Н не рисовал. Из картики видно, что запитка идет со сдвигом фазы, я уже писал про эту классическую схему, это все разобрано детально в книжках.Вторая фаза сдвигается на 90 градусов относительно первой.Патчи таких конструкций всегда полуволновый размер имеют. А так все просто, должна быть вертикальная и горизонтальная составляющая, со сдвигом фазы. На lib-gen можно подробно почитать про патчи и формирование в них круговой поляризации. Лучше прочитать в книге, написанной специалистами в этой области. Я любитель, и по образованию у меня совершенно другая специальность, неэлектрическая.
Вот питание из одной точки и тоже круговая поляризация.
Я оставил только вектор Е , вектор Н не рисовал
Это понятно. Конечно, мы вектор H не изображаем, но подразумеваем его.
Из картинки видно, что запитка идет со сдвигом фазы… Вторая фаза сдвигается на 90 градусов относительно первой. Патчи таких конструкций всегда полуволновый размер имеют. А так все просто, должна быть вертикальная и горизонтальная составляющая, со сдвигом фазы.
Тогда получается, что все патчи с одной точкой запитки, которые нам преподносятся и продаются под видом круговой поляризации - фуфло? И на самом деле все они имеют линейную поляризацию? Ну или, как максимум, за счёт каких-нибудь срезанных уголков с помощью переотражений формируется набор пассивных переизлучателей линейно поляризованных волн, излучаемых под разными углами, и таким образом, у нас создается мнимое ощущение круговой поляризации?
Я любитель, и по образованию у меня совершенно другая специальность, неэлектрическая
Игорь, я тоже такой же 😃. Просто хочется разобраться в этом вопросе 😃. Непонятно, как всякие клеверы, пагоды, лоллипопы и прочие антенны с одной точкой запитки и набором диполей, расположенных по кругу с углом 360/n, формируют ту самую круговую поляризацию… Это ж магия какая-то получается! Лично мне почему-то кажется, что они формируют не круговую поляризацию, а набор линейно поляризованных плоскостей. Конечно, набор линейно поляризованных плоскостей под разными углами хуже чем непрерывно вращающийся вектор круговой поляризации, но точно лучше, чем одна поляризованная плоскость обычного диполя (монополя).
Ещё я вот что понял после просмотра видео:
- Если амплитуды двух генераторов волны одинаковы, и сдвиг фаз между ними будет строго 90 градусов (четверть волны), то вращающийся вектор образует чистый круг. Если амплитуды генераторов не равны (при сдвиге фаз 90 градусов), или сдвиг фаз не 90 градусов (при равенстве амплитуд), то вращающийся вектор образует не чистый круг, а эллипс. При каком-то угле амплитуда вектора E будет больше, при каком-то - меньше.
- Меня интересовал вопрос - с какой частотой будет вращаться вектор. Из этого видео я нашел ответ на него - частота вращения вектора совпадает с частотой сигнала. Т.е. если, скажем, частота сигнала 2,4 ГГц, то и вектор круговой поляризации будет вращаться с частотой 2,4 ГГц. Если частота сигнала 5,8 ГГц, то и вектор вращается с частотой 5,8 ГГц.
- Если передающая антенна работает с чистой круговой поляризацией, то обычный линейный диполь тоже будет работать прекрасно с такой антенной без потерь, потому что всегда найдется такой угол вращающегося вектора, при котором плоскость (вектор) вращающейся волны совпадет с плоскостью (вектором) линейного диполя. И тогда, к примеру, при частоте 2,4 ГГц вектор круговой поляризации будет 2,4 млрд. раз в секунду совпадать с вектором линейного диполя.
yadi.sk/i/Jpo3WRgmYFv9HA
Microstrip Antenna Design Handbook
Если передающая антенна работает с чистой круговой поляризацией, то обычный линейный диполь тоже будет работать прекрасно с такой антенной без потерь
Потери будут 3дб, или ровно половину. Потому что грубо говоря половину времени диполь полностью принимает падающую волну, а половину времени полностью её игнорирует (когда они ортогональны)
Потери будут 3дб, или ровно половину. Потому что грубо говоря половину времени диполь полностью принимает падающую волну, а половину времени полностью её игнорирует (когда они ортогональны)
Да, точно. На приемную антенну, рассчитанную под круговую поляризацию, вращающийся вектор будет накладываться постоянно в течение всех 360 градусов окружности, возбуждая в такой антенне сигнал.
А мне как-то получше вот такая книга зашла:
yadi.sk/i/kU59McPSfvg1Iw
Качество сканирования получше, плюс она содержит не чистые картинки, а текст, благодаря которому возможен поиск по книге. Почитал бегло по диагонали. Да, за счет срезания углов патча возможно образование круговой поляризации при одноточечной схеме запитки антенны. В частности, глава 2.6.1 рассказывает о том, как это получается.
Короче… Чтобы ответить самому себе на все интересующие вопросы, придется заняться моделированием 😃