Объявление

Свернуть
Пока нет объявлений.

Как в HFSS орпеделить поляризацию антенны?

Свернуть
X
 
  • Фильтр
  • Время
  • Показать
Очистить всё
новые сообщения

    #16
    Вы создали "Диаграмму направленности" (Radiation Pattern): как плотность потока энергии распределяется по сфере (по азимуту и высоте).
    Независимо как поляризованы носители этой энергии.

    Вот пример двух антенн - круглый патч и петлевой диполь расположенный вертикально (в оси Z)

    У патч антенны GainY >10 dBi, GainZ и GainX<-100 dBi
    Поляризация вся лежит в оси Y, т.е. горизонтальная (если считать ось Z перпендикулярной земле)

    У диполя наоборот, GainZ ~ +2 dBi, GainY, X <-100 dBi
    Поляризация вся лежит в оси Z, т.е. вертикальная (если считать ось Z перпендикулярной земле)
    Вложения

    Комментарий


      #17
      Более сложный пример. Допустим мы не знаем какая вообще поляризация и решили выяснить.
      Диаграмма излучения имеет большое усиление в оси Z (направление на абонента) которое достигает 16 dBi.
      Ось Z это направление theta=0, phi=0.

      Выведем данные по направлениею theta=0, phi=0 отдельно для GainX, Y, Z и RHCP, LHCP. Не в децибелах а в разах.

      Общее усиление 38.68 раза, из них GainY (вертикальная компонента если ось Y перпендикулярна земле) 16.38 раза, GainX горизонтальная 22.30 раза.
      Т.е. имеем эллиптическую поляризацию близкую к круговой. Вертикальная компонента составляет 42%, горизонтальная 58%. У идеальной круговой пропорция будет 50/50%.
      Если приёмная антенна будет иметь линейную поляризацию, то она получит 42% мощности (~-3.5 dB потеря), если горизонтальную - 58% (~-2.5 dB потеря).

      В зависимости от того как соотносятся фазы компонент эллиптической поляризации, она может быть или левовращающая (LHCP) или право (RHCP)
      GainRHCP ~= GainTotal значит почти вся поляризация закручена вправо.
      Вложения

      Комментарий


        #18
        Сообщение от yurik82 Посмотреть сообщение
        Ось Z это направление theta=0, phi=0.
        Ось Z theta=0, а phi любое значение от 0 до 360.

        Комментарий


          #19
          Поляризация обеспечивается сдвигом фаз а не разностью усилений по осям, пусть то децибелы или разы.

          Комментарий


            #20
            Сообщение от Ann Посмотреть сообщение
            Поляризация обеспечивается сдвигом фаз а не разностью усилений по осям, пусть то децибелы или разы.
            Безусловно. Обеспечивается разностью фаз. Мы не смотрели разницу усилений в разных направлениях (не смотрели в разные Theta/Phi), а в одном направлении (в примере Phi=0, Theta=0) смотрели мощность компонент.

            GainX, GainY и GainZ - это НЕ диаграммы излучения в разные стороны. Это указание приемному детектору в одной точке пространства пропускать/измерять только волны определенной поляризации.

            Если на примере света - то GainX это аналог поляризационной пластинки, чьи зазоры расположены горизонтально к земле и перпендикулярно приходящей волне. GainZ - пластинка повернутая вертикально. Допустим без пластинки фотодетектор измерил что освещенность 38 люкс. Поставили горизонтальный поляризационный фильтр - 16 люкс, поставили вертикально этот фильтр - детектор показывает 22 люкс. Если источник света когерентный (а радиоантенны - когерентные, рандомное тепловое излучение мы не рассматриваем) то приходящий свет имет эллиптическую поляризацию, вертикальная компонента преобладает.

            Также ещё одно очевидное но важное замечание.
            Обычно у антенн с эллиптической поляризацией соотношение между компонентами не одинаковое в зависимости от диаграммы излучения. Для линий точка-точка это не имеет никакого значения, нас интересует только одно направление на абонента (в примере выше это было Phi=0, Theta=0).
            Но если антенна должна работать не как точка-точка (а как омни, секторная) то надо учитывать что в разных участках сектора обслуживания форма эллипса разная, потому что мощность вертикальной и горизонтальной компонент разная, иными словами ДН у двух компонент не идентичны.

            На примере предыдущей антенны: Y компонента имеет более узкий лепесток (быстрее угасает на краях зоны обслуживания), а X более широкий (медленнее угасает), причем их максимумы не совмещены даже (X косит вправо, Y чуть влево).
            Если по Theta=0 соотношение было 42% / 58%, то на Theta=-12 уже 59%/41%, а на Theta=+12 уже 33% / 67%

            На графике синяя и красная кривая пересекаются в точке примерно Theta=-6 градусов. В этой точке поляризация идеально круговая (обе компоненты равны). Чем левее - тем больше искривление эллипса в Y, чем правее - тем в X. По азимуту -24 градуса - горизонтальная компонента 10%, -30 градусов - 1.4%

            В последней табличке - % горизонтальной компоненты в эллиптической поляризации в зависимости от азимута на абонента в секторе -45..+45.
            Вложения
            Последний раз редактировалось yurik82; 14.12.2017, 01:15.

            Комментарий


              #21
              Поляризация это когда есть вращение вектора, где он у вас? Какой сдвиг между E и H? Покажите мне это.

              Комментарий


                #22
                Сообщение от Ann Посмотреть сообщение
                Какой сдвиг между E и H? Покажите мне это.
                Сдвиг между E и H по фазе всегда равен нулю, а сдвиг между их векторами в пространстве всегда равен 90. Это фундаментальное свойство света.

                Волна с эллиптической поляризацией имеет сдвиг между E и E двух разных волн с двумя разными векторами, которые входят в суперпозицию: оба вектора E1 и E2 суммируются, оба вектора H1 и H2 (каждый из них всегда перпендикулярен своему E-вектору и всегда в фазе). Результирующая волна имеет вектор E3 который вращается и всегда перпендикулярен своему результирующему H3 вектору.

                То что Вы, спрашиваете - это сдвиг фазы между двумя перпендикулярными векторами E поля: E-theta и E-phi (см. стр. 57 Фельдсон)

                Как смотреть его в HFSS я ещё не разобрался. Есть такой параметр в отчётах FarField как AxialRatio, если AxialRatio=1 (0 dB), то угол 90 градусов. Если не равен 1, то какой-то угол, но как перевести в угол я не разбирался. Вроде AxialRatio это комплексное число, если в HFSS выбрать функцию ang_rad(AxialRatio) то покажет этот угол. Потом попробую.

                Переменные GainX и GainY в HFSS - это то что у Фельдсона на 56-й странице описано: "приемная индикаторная антенна с линейной поляризацией"
                Вложения

                Комментарий


                  #23
                  Это база классической физики, это понятно. Тоже не знаю как показать в HFSS вращение поляризационного вектора поля в пространстве. Может кто знает.
                  Сдвиг между E и H по фазе всегда равен нулю в дальней зоне, никак не в ближней дофренелевской и во френелевой зоне тоже. С
                  двиг между их векторами в пространстве принят равным 90 - это математическая условность обусловленная тригонометрией, мат аппаратом, ур Максвелла для свойств ЭМВ, в классической физике, не квантовой физике.

                  Комментарий


                    #24
                    Тогда не знаю. Кроме спортивного интереса этот угол для чего полезен? Проектировщику чтобы знать что изменить в конструкции?

                    Конечному пользователю как по мне достаточно GainX, GainY в разных направлениях, чтобы знать какая будет энергетика линка - эффективная диаграмма направленности (с учетом какая антенна с другой стороны будет)

                    Комментарий


                      #25
                      Чтобы не запутаться, чтобы отличить линейную от круговых. Та же простая патч антенна с разными точками запитки может иметь как линейную так и круговую поляризации. И их не так просто детектировать как покажется на первый взгляд.

                      Комментарий


                        #26
                        Все собрали в кучу, люди, кони, фотоны, какие-то эллиптические компоненты. Есть эллиптическая поляризация (точка). Все друге это тоже эллиптические только если малая и большая оси равны между собой то мы называет это круговой поляризацией и если одна из осей вырождена (равна 0) то называем это линейной. Всего лишь для удобства, но сути это не меняет. Деление на вертикальную и горизонтальную поляризации тоже условное и служит для удобства.
                        Вы себя совсем загоняете в угол вашими же рассуждениями. yurik82 и Ann, что такое Е и Н? Вот вы пишите "Сдвиг между E и H" между буквами в алфавите?
                        ответьте на это сначала, а потом я вам что-то расскажу.
                        ОСТОРОЖНО! КУСАЮСЬ!!! :diablo:

                        Комментарий


                          #27
                          Сообщение от shmel Посмотреть сообщение
                          Все друге это тоже эллиптические только если малая и большая оси равны между собой то мы называет это круговой поляризацией и если одна из осей вырождена (равна 0) то называем это линейной.
                          Вот только "оси" в HFSS мы смотреть не можем. Можем смотреть только мощности (амплитуды). Как их смотреть в HFSS я показал на предыдущей странице.

                          Для однозначной идентификации типа поляризации надо 3 переменных: амплитуды компонент theta vs phi и угол между ними delta.
                          Если амплитуды (мощности) обоих компонент равны - поляризация может быть не круговой, если угол delta между ними не 90 градусов.
                          См. в предыдущем посте "Рис 3.2 Различные виды эллипсов". Средний ряд Atheta/Aphi=1
                          В этом ряду все эллипсы вписаны в квадрат, т.е. и горизонтальная и вертикальная компонента у них равны. Во всех других рядах эллипсы вписаны в прямоугольники, у которых одна сторона короче.

                          Ann спросил - а как глянуть этот угол delta в HFSS. Есть подозрение что можно глянуть через AxialRatio. В том, и только в том случае если AxialRatio=1 (0 dB) - угол delta=90 и поляризация круговая. Во всех других случаях delta<>90 и поляризация не круговая, даже если Atheta/Aphi=1

                          Сообщение от shmel Посмотреть сообщение
                          что такое Е и Н?
                          Вложения

                          Комментарий


                            #28
                            Сообщение от Ann Посмотреть сообщение
                            Тоже не знаю как показать в HFSS вращение поляризационного
                            Методом тыка. Не оно? по направлению вперёд: дельта = 110 градусов
                            Вложения

                            Комментарий


                              #29
                              Нужно отслеживать например максимум вектора E в 3D, например при (движении) набеге фазы. Он должен вращаться по спирали в 3D, если мы зафиксировали точку отсчета на максимуме вектора и демонстрируем его продвижение в пространстве. Картинка получается не простая, трудно воображаемая в 3D.
                              ... Думаю, тут уже нужно уходить от классики и переходить к квантовой механике, КЭД, там это ближе к реальности. Да и HFSS, CST не годятся для КЭД.

                              Комментарий


                                #30
                                все с вами ясно. мне не нужны картинки в умными словами. я спросил конкретно вас что ВЫ имели ввиду. на картинке речь идет о векторах Е и Н. вы о них тоже говорили, но отдельно:
                                Сдвиг между E и H по фазе всегда равен нулю, а сдвиг между их векторами в пространстве всегда равен 90.
                                и вот:
                                Сдвиг между E и H по фазе всегда равен нулю в дальней зоне, никак не в ближней дофренелевской и во френелевой зоне тоже. Сдвиг между их векторами в пространстве принят равным 90
                                все-таки объясните мне разницу.
                                ОСТОРОЖНО! КУСАЮСЬ!!! :diablo:

                                Комментарий

                                Обработка...
                                X