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Forum: HF, Funk und Felder Antennen- und Schaltungssimulation mit HFSS


Autor: HKN (Gast)
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Hallo,

ich simuliere Antennen unter HFSS. Leider habe ich nicht so viel Ahnung. 
Kennt jemand ein gutes Tutorial oder Erfahrung im Umgang mit HFSS oder 
gibt es im Netz Hilfestellungen (www.edaboard.com & www.emtalk.com).
In unserer Bibliothek habe ich kein Buch zu HFSS gefunden. Die 
Strukturen zu zeichnen und das Programm zu bedienen ist nicht mehr das 
Problem, sondern für konkrete Beispiele die Randbedingungen, 
Konvergenzkriterien, etc. zu definieren.
Ich weiß halt leider nicht, ob ich den Simulationen vertrauen kann und 
meine Randbedingungen für die Problemstellung richtig sind und im 
Programm entsprechend berücksichtigt wurden.
Das Manual zu dem Programm ist recht umfangreich und deshalb kann man 
nur einzelne Sachen nachlesen.
Wie würdet ihr an meiner Stelle weiter vorgehen?

Autor: Bitte einen Namen eingeben (Gast)
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Das Programm kommt doch mit einigen Manuals ('Getting Started') und 
außerdem mit einer umfangreichen Online-Hilfe.
Allerdings wirst Du bei Programmen wie Ansoft HFSS, Agilent ADS, CST 
Microwave Studio oder APLAC früher oder später nicht drumherumkommen, 
den User-Support zu kontaktieren. Das sind schließlich 
High-End-Programme für über 20k Euro, entsprechend umfangreich sind die.
Deine Firma oder auch Uni hat mit Sicherheit so einen Supportvertrag 
abgeschlossen, mittlerweile kam man die Programme quasi gar nicht ohne 
einen solchen kaufen.
Bei CST passiert es mir auch öfter mal, daß selbst die Leute vom Support 
nicht alles wissen und man recht lange auf eine passende Antwort warten 
muß...

Autor: Bitte einen Namen eingeben (Gast)
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Unter Google findet man doch mit +ansoft +hfss +tutorial schon einiges, 
u.a.
http://www.emtalk.com/tutorials.htm

Außerdem würde ich mich an die mitgelieferten Beispiele halten.

> Ich weiß halt leider nicht, ob ich den Simulationen vertrauen kann und
> meine Randbedingungen für die Problemstellung richtig sind und im
> Programm entsprechend berücksichtigt wurden.

So richtig wirst Du das nie wissen..., im Zweifelsfall schicke ich mein 
komplettes Simulationsmodell immer an den Support zum Durchchecken. 
Nervt die Mitarbeiter vielleicht, aber dafür zahlen wir jährlich 7.000 € 
nur für den Support.
Ob die gewählten Randbedingungen richtig gewählt sind, weißt Du halt nur 
indem Du im Manual durchliest, was welche RB bewirkt und indem Du die 
erhaltenen Ergebnisse auf ihre Plausibilität hin überprüfst.

Autor: Christoph Kessler (db1uq) (christoph_kessler)
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http://www.elektronikschule.de/~krausg/
ob da auch was mit HFSS drunter ist weiß ich nicht, aber er beschreibt 
die Benutzung von Ansoft Designer und anderen Hochfrequenzprogrammen.

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Autor: HKN (Gast)
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Ok., vielen Dank. Bei den Links von Ansoft da war so einiges dabei, was 
ich gebrauchen kann. Aufgrund meiner fehlenden Erfahrungswerte im 
Bereich HF Simulationen möchte ich gerne wissen, wie zuverlässig HFSS 
Simulationen sind d.h. zu welchem %satz kann man den Ergebnissen trauen? 
Komische Frage, ich weiß, aber vielleicht kann jemand dazu was sagen.

Autor: Bitte einen Namen eingeben (Gast)
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Am besten ist es natürlich, eine bereits vermessene Komponente zu 
modellieren und simulieren und Meßergebnisse mit den 
Simulationsergebnissen vergleichen.
I.a. sind Programme wie HFSS oder Microwave Studio schon SEHR genau.
Die Frage ist eher, ob Du Dein Device real überhaupt so vermessen kannst 
wie das Modell aufgebaut ist. Imm wirklichen Leben hast Du Meßleitungen, 
die irgendwie angeschlossen werden müssen und andere Sachen (und seien 
es nur Lötkleckse), die das Ergebnis beeinflussen, so aber nicht in der 
Simulation berücksichtigt wurden.

Autor: HKN (Gast)
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Also das bedeutet, dass man nach Möglichkeit die komplette Struktur 
simulieren sollte.
Da stellt sich mir eine weitere Frage. Kann man skalierbare Modelle 
entwickeln? Ich möchte gerne für niedrige Frequenzen die Struktur 
simulieren und messen und anschließend sollen die Erkenntnisse auf 
höhere Frequenzen übertragen werden, indem man die Abmessungen der 
Struktur ändert. Ist das möglich.

Welchen Antennengrößen werden in der Praxis am meisten Beachtung 
geschenkt.
Impedanz, S-Parameter, Gewinn und Richtcharakteristik?

Autor: Bitte einen Namen eingeben (Gast)
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Die Zeit, in der ich mit HFSS arbeitete, ist schon etwas länger her... 
Damals war es aber so, daß man z.B. bei einer Planarantenne einen 
Stummel Koaxialleitung mitmodellieren mußte, weil sonst gar keine 
Speisemöglichkeit für den Wave Port bestand.

Skalierbar ? Also bei Microwave Studio gibt es eine Funktion mit der man 
einzelne Elemente kopieren, verschieben, rotieren, spiegeln oder auch 
skalieren kann. Alternativ kannst Du bei der Erstellung Deines Modells 
Variablen benutzen. Bei Änderung derselbigen wird das Modell automatisch 
geupdated.

Bei einer Antenne hast Du nur einen S-Parameter, S11, der ein Maß für 
die Eingangsimpedanz und die Anpassung ist. I.a. würde ich sagen, sind 
alle von Dir genannten Eigenschaften beim Entwurf einer Antenne zu 
berücksichtigen.
Im abzudeckenden Frequenzband willst Du schließlich eine gute Anpassung 
und die gewünschte Richtcharakteristik erzielen.

Was für Antennen und wofür willst Du eigentlich simulieren ?
Um dem häuslichen W-Lan auf die Sprünge zu helfen, wäre das Programm mit 
Kanonen auf Spatzen geschossen. Und wenn's für die Uni oder Arbeit ist, 
muß Dir doch jemand sagen können, wo die Reise hingehen soll, was ist 
das Ziel, was sind die Anforderungen ?

Autor: HKN (Gast)
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Vielen Dank für die Antworten.

Es ist schon für die Uni und im Moment simuliere ich Antennen, die 
möglicht breitbandig sein sollen und eine geringe Impedanz besitzen 
müssen, bei f < 10 GHz.
Bislang habe ich mich fast ausschließlich auf S11 konzentriert. Gut zu 
wissen, das das richtig ist.
Gibt es eine "quick and dirty"-Methode mit der man Antennen untersuchen 
kann?

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