Фрактальная Антена. Нужна помощь

[lesh90]

Всем добрый день! Я недавно зарегистрировался у вас на форуме, дабы попросить помощи.

В данный момент в программе HFSS я моделирую антенну на основе фрактала Минковского второго порядка.
Сам я студент, задание у меня следующее:

Найти оптимальные размеры рамочной печатной антенны на основе фрактала Минковского 2 порядка, выполненной на диэлектрике (E = 2.2) высотой 0,2мм и с шириной рамки проводника 0,5мм. Под слоем диэлектрика должен находится слой воздуха. Периметр рамочной антенны равен длине волны. Входной порт включен в разрыв проводника. Антенна предназначенна для приемы сигнала диапазона 174-240 МГц.
+Построить несколько графиков S11, входной сопротивление, 3D направленности; диаграммы основной, ортогонально и кросс-поляризации

В HFSS Я антенну нарисовал (файл прикрепил)
Только вот как бы я не менял размеры антенны (в проекте необходимо менять переменную "a"), у меня выходит частота резонанса намного выше заданной . А полоса пропускание при этом получается слишком узкая. Всё это смотрю по графику S11

Я не понимаю при этом на каком расстоянии от диэлектрической подложки необходимо размещать землю. Ставил от балды 5мм, пробовал менять.
И есть такое ощущение, что я что-то забыл добавить в проект :rtfm: Может кто посмотрит проект, посмотрит в чем косячина:search:

Сам проект прикрепил, а также небольшой pdf с той информацией, что нашел по таким антеннам.

[lesh90]

Или быть может у кого-нибудь есть проекты в HFSS с подобными антеннами? В теме проекты, к сожалению, ничего не нашел.

[uve]

Добрый день, Lesh90. Да ...," косяков" хватает:
1 Rectangle122 закоротил порт.
2 Мешированием Вы не занимались.
3 ГУ согласно хелпа должны находиться не ближе 0.25 лямбда от излучателя.
4 Чтобы "земля" играла роль рефлектора, она должна быть больше 0.5 лямбда
5 Чтобы антенна имела относительно широкую полосу рабочих частот, нельзя так близко рефлектор располагать к излучателю.
6 Зачем такую широкую полосу назначили для свиппирования ?
7 Зачем Rectangle122 назначен два раза ?
8 С чего Вы решили, что такая антенна будет хорошо работать во всей полосе 174/240 МГц ?( Какие требования по Ксв и неравномерности усиления в этой полосе частот ?

Короче, проект надо кардинально переделывать.

[lesh90]

Большое спасибо за ответ! Буду разбираться.

Добрый день, Lesh90. Да ...," косяков" хватает:
1 Rectangle122 закоротил порт.
2 Мешированием Вы не занимались.
3 ГУ согласно хелпа должны находиться не ближе 0.25 лямбда от излучателя.
4 Чтобы "земля" играла роль рефлектора, она должна быть больше 0.5 лямбда
5 Чтобы антенна имела относительно широкую полосу рабочих частот, нельзя так близко рефлектор располагать к излучателю.
6 Зачем такую широкую полосу назначили для свиппирования ?
7 Зачем Rectangle122 назначен два раза ?
8 С чего Вы решили, что такая антенна будет хорошо работать во всей полосе 174/240 МГц ?( Какие требования по Ксв и неравномерности усиления в этой полосе частот ?

Короче, проект надо кардинально переделывать.

1-7) Убрал у Rectangle122 конечную проводимость.
2) Меширование сделал - стола быстрее считать
3) Внешний Box расширил
4) Рефлектор увеличил
5) А есть ли какое-то оптимальное расстояние? Экспериментирую с расстоянием, а ПП все равно очень узкая.
6) Уменьшил
8) Это моё задание на курсовой расчет. Даны конкретные частоты и конкретная антенна.

Пока что у меня резонансная частота на уровне 250Мгц, надо 200-207. При дальгейшем увеличении антенны, почему-то резко возрастает время моделирования - с пару минут, до часа.

[uve]

Вам нужно изучить Хелп HFSS.
Зачем Вы назначили рефлектор PerH ? Задайте ему свойства металла.
А если в задании не указана необходимость однонаправленности, вообще уберите из модели.
Полоса у Вас узкая, потому что используете бесконечно тонкий проводник.
При a= 13 резонанс антеннны на частоте 257 МГц( Re=68 OHm)
При а= 14 237 МГц, чтобы попасть на 200 МГц назначьте "а" около 15/16 мм. Считал без рефлектора. И увеличтье сечение проводника - полоса расширится .
Для сокращения времени счёта используйте одну или две( если без рефлектора) плоскости симметрии.
Близкое размещение рефлектора сужает полосу рабочих частот антенны. С этой точки зрения, его нужно удалить на 0.2/0.25 лямбда.

[lesh90]

Спасибо большое за ответы.
Нарастил проводник на ,27мм по оси Z. Подбирал параметры "a" и "s". Рефлектор выключил из моделирования.
результаты следующие:
В центральную частоту попадаю, но ПП все никак не удается расширить. Полоса выходит 25Мгц, против нужных 66Мгц. :mda: Мне бы полосу хоть до 50Мгц расширить

Для сокращения времени счёта используйте одну или две( если без рефлектора) плоскости симметрии.

Подскажите, куда щелкуть. Не нашел :sorry:

[uve]

Lesh90, мне что Хелп HFSS сюда переписывать, трудно прочитать самому, тем более, что он есть на русском языке.
Чтобы полоса заметно расширилась нужно сечение проводника, скажем 50*50 мм, а не 2*0.27 мм. Свойство "фрактальности" может показать себя на возможности работы антенны на более высоких частотах. Но перекрытие по частоте у неё не сплошное. По сути, для 174/240 МГц у Вас излучающая рамка с периметром около лямбда. Думаю она не сможет перекрыть заданную полосу частот с хорошими характеристиками.