Hallo HF-Freunde,
ich habe in COMSOL einen quaderförmigen Cavity-Resonator modelliert.
Dessen Abmessungen lauten:
Breite (y) 627mm
Höhe (z) 361mm
Länge (x) 682mm
Das Material des Resonators ist Aluminium. Ich habe nun in meinem Modell
die Ankopplung des Resonators mit einem WR430 Hohlleiter simuliert, wo
ich eine Frequenz von 2.45 GHz einspeise. Mein Modell wird korrekt
simuliert, und ich bekomme vernünftige Werte raus. Das Mode Pattern
sieht erst mal korrekt aus. Soweit also so gut!
Nun findet man im Pozar oder in anderen Mikrowellenbüchern die folgende
Formel zur Berechnung der Resonanzfrequenz des Resonators:
In meinr Simulation beträgt die Frequenz, mit der das ganze angeregt
wird, wie gesagt 2.45 GHz. Den Feed könnt ihr an der oberen rechten Ecke
sehen. Wenn ich nun aber im Mode Pattern die Nullstellen zähle, dann
komme ich auf folgende Werte:
in z-Richtung sind es p=6
in y-Richtung sind es m=5
in x-Richtung sind es n=4
Mit der Formel vom Pozar ergibt sich damit eine Frequenz von 2.902 GHz.
Was passt da nicht? irgendwie geht das mit den Moden und der Frequenz
nicht auf. Ich habe schon versucht, in meiner Simulation das Gehäuse als
perfekten elektrischen Leiter zu modellieren, das Mode Pattern lässt
sich davon jedoch weitestgehend gar nicht beeindrucken sondern bleibt
wie es ist.
Also: warum stimmen meine Moden nicht? oder mache ich einen Denkfehler?
Gruss
Tobias
Tobias P. schrieb:> Also: warum stimmen meine Moden nicht? oder mache ich einen Denkfehler?
Welche "Mediumsgeschwindigkeit", also Lg, hast du denn angesetzt?
Kurt
Tobias P. schrieb:> Lg sehe ich da nirgends. c ist die Lichtgeschwindigkeit.>
Und die ist im ALU geringer als in VAC.
Das ergibt im Alu andere Wellenlängen als sie im Vac sind.
(Läuft unter "Verkürzungsfaktor" bei Dipolantennen usw.)
2,9 zu 2,45 ergibt irgendwas bei 0.85
Kurt
Tobias P. schrieb:> Der Resonator ist luftgefüllt. In den Aluwänden ist kein Feld.
Hm, dann fällt mir auch nichts mehr ein.
Ev. sind schräge Strecken angenommen, denn auch diese müssen erstmal
überwunden werden.
Kurt
Kurt B. schrieb:
> Hm, dann fällt mir auch nichts mehr ein.
Ihm fällt auch sonst nichts ein. Jegliche technischen Hinweise von ihm
sind mit allerhöchster Vorsicht zu geniesen, erst recht wenn sie so ein
Spezialgebiet wie hier betreffen. In 99.9% aller Fälle sind sie völliger
Unsinn, da Abstraktion und schon Grundrechenarten nicht so sein Ding
sind. Zur Erheiterung bitte mal den Thread hier lesen:
Beitrag "Frage zum Frequenzmultiplex bei Modulation"
Ich kenn mich zwar mit den Moden nicht aus, aber wenn du h=0.627,
b=0.682 und l=0.361 nimmst, dann kommen 2.45GHz raus. Ergo: Du hast
irgendwo eine Vertauschung der Seitenzugehörigkeit drin.
Georg A. schrieb:> Kurt B. schrieb:>> Hm, dann fällt mir auch nichts mehr ein.>> Ihm fällt auch sonst nichts ein. Jegliche technischen Hinweise von ihm> sind mit allerhöchster Vorsicht zu geniesen, erst recht wenn sie so ein> Spezialgebiet wie hier betreffen.
Stimmt, hier hab ich wirklich keine Ahnung gehabt, war halt ein
spontaner Versuch.
Sorry.
Kurt
Hi,
S11 ist -0.1 dB. Ist ja auch logisch, in der Cavity wird ja nirgends was
dissipiert. Aber dass ich da mit Länge, Breite und Höhe was verwechselt
haben soll, überrascht mich schon. Ich dachte das sei egal :-) oder
kommt es drauf an, welche Dimension b, h oder l ist? hängt das davon ab
wo der Feed ist?
Tobias P. schrieb:> Wenn ich nun aber im Mode Pattern die Nullstellen zähle, dann> komme ich auf folgende Werte:>> in z-Richtung sind es p=6> in y-Richtung sind es m=5> in x-Richtung sind es n=4
Das stimmt zwar, leuchtet mir aber nicht ein: Sowohl in X- als
auch in Y-Richtung liegen 4 Perioden im Resonator - allerdings
liegt in der einen Richtung ein Spannungsknoten auf der Wand,
in der anderen ein Spannungsbauch. (Ob das möglich ist, weiss
ich nicht.)
Die Z-Richtung enthält 5 Perioden.
Ich hätte aus der Anschauung heraus
in Z-Richtung p=5
in Y-Richtung m=4
in X-Richtung n=4
gezählt, und damit erhalte ich mit der angegebenen Formel die
gewünschten 2.45 GHz.
Possetitjel schrieb:> gezählt, und damit erhalte ich mit der angegebenen Formel die> gewünschten 2.45 GHz.
Könnte mir da mal jemand einen Wink geben damit ich auch ein wenig
verstehen kann worums da überhaupt geht.
Ich "sehe" einen Hohlleiter dessen Maße so beschaffen sind/sein sollen
damit "ganze" Wellenlängen sowohl nach oben als auch seitwärts da
reinpassen.
Passen sie nicht kommts zu "Stehwellen/Reflektionen", damit zu hoher
Dämpfung.
Was dran??
Kurt
Nachgetragen:
Oder handelt es sich um einen Resonator!
Wiki:
Einen Mikrowellenhohlraum wirkt ähnlich wie ein Schwingkreis mit extrem
geringen Verlust bei seiner Frequenz des Betriebs
Dann ist ettliches klar.
.
.
>S11 ist -0.1 dB. Ist ja auch logisch, in der Cavity wird ja nirgends was
dissipiert.
Dann mach doch mal eine vernuenftige Wand hin. zB Leitfaehigkeit = 1E7
Und dann zeig doch mal das S11 ueber den interessanten Bereich.
Tobias P. schrieb:> Das Mode Pattern> sieht erst mal korrekt aus. Soweit also so gut!
Das finde ich nicht.
Auf den Metallwänden sollte die E-Feldstärke 0 sein.
In y- und z-Richtung ist das auch der Fall, aber nicht in x-Richtung.
@Hp M.:
Auf den Metallwänden muss meines Erachtens nur die jeweils zur Wand
parallele Komponente des E-Felds 0 sein. Das heisst: bei der Wand bei
x=0 darf ich keine y oder z Komponente des E-Felds haben, aber eine
x-Komponente darf existieren, weil diese dann nicht parallel zur Wand
wäre, sondern senkrechte darauf steht.
Im Anhang mal zwei Bilder des elektrischen Felds. Man darf nicht
vergessen dass die ersten beiden Bilder, die ich geposted habe, nur den
Betrag des elektrischen Felds angeben, nicht aber die Richtung.
Aber deine Bemerkung ist ein guter Punkt, hat mich jetzt grade auch
erstmal verwirrt, aber scheint doch alles in Ordnung zu sein :-)
@ Possetitjel, hacky:
muss ich also zur Bestimmung der Modennummer nicht die Nullstellen des
Felds zählen, sondern die Maxima? ich dachte immer dass die Nullstellen
ausschlaggebend sind. Und in y-Richtung hat man eben 5 Nullstellen, aber
4 Maxima.
Also der eigenmode solver von CST meint :
Mode
1,0,1 @ 469MHz
1,0.5,1 @ 479MHz
1,0.7,1 @ 500MHz
..
2,1,1 @ 635MHz
..
es sind beliebig viele Eigenmoden unterhalb der Cutoff des
Wellenleiters, das koennen E und H Moden sein. Der Solver laeuft noch.
Erst mal das S11 anbei, mit Alu mit einer Leitfaehigkeit vo 3E7 an der
Wand.
Diese Struktur ist als Filter beliebig schlecht geeignet...
Nochmals. Das S11 ist angehaengt. Die breiteste und tiefste Resonanz ist
bei 2.926GHz.
Deren E Parallel der Hoehe-Moden sind auch angehaengt. Einmal das Feld
in der Ebene des Wellenleiters, dann durch das Zentrum des Resonators.
Ich sag dem eher unregelmaessig.
Sorry, der Wellenleiter war ein WG340, anstelle eines WG430. Nun haben
sich die tiefen und Breiten etwas verschoben, ich habe hier nun einen
Plot neben einer Resonanz, da ich default alle 100 MHz rechne. Hier nur
der Schnitt durch die Laengen x Breiten Ebene, in der Mitte des
Resonators, und auf der Hoehe des Wellenleiters
@ODer Doch:
Ja, dass das Ding als Filter schlecht geeignet ist, weiss ich. Dazu hat
es die falschen Abmessungen. Aber ich wills auch gar nicht als Filter
benutzen. Ich will nur die Moden in einer solchen Cavity untersuchen und
ein paar Experimente machen :-)
Meine Empfehlung : mach's nur mal 2x2x2 Halbwellen gross. Dann ist's
immer noch spannend genug. Dessen S11 anbei
Dabei ist zu bedenken, die Kopplung ist kompletter Schrott, den sieht
man eben auch noch. Daher ist eine einfachere Form aussagekraeftiger.
@ODer doch:
danke für die Simulationen. Ich schaue es mir noch genauer an.
@All
findet man irgendwo eine Herleitung der Formel, die ich angegeben habe?
also
Aus dem Schwarzsender-T'hread:
> Kurt B. schrieb:>> Wie ist das eigentlich.>> Wann verjährt eine "Schwarzsendung" (die den Messwagen in Bewegung>> setzte)>> Wenn du damit fragen wolltest, wann die Verfolgung verjährt, wenn du> nachweislich ertappt wurdest, dann gilt für die Vefolgungsverjährung von> Ordnungswidrigkeiten:>> Da "Schwarzsenden" oder wie es jetzt richtig heißt "Nutzung einer> Frequenz ohne Zuteileung" mit bis einem Höchstmaß von bis zu 500 000> Euro Geldbuße bedroht ist, gilt demnach eine Verfolgungsverjährung von 3> Jahren
Erwischt haben sie mich nicht, aber sie waren schon im Dorf (haben auch
noch mindest. 2 x nachgeschaut).
Wenn das nur Jahre sind dann ist das schon längst vergessen.
Kurt
------------------------------------------------------------------------
-
Hat das damals bei deinem Schwarzsenden mit den Seitenbändern auch nicht
geklappt? Schöner Experte bist du ;-))
Techniker schrieb:> Aus dem Schwarzsender-T'hread:>>> Kurt B. schrieb:>>> Wie ist das eigentlich.
...
> Wenn das nur Jahre sind dann ist das schon längst vergessen.>> Kurt> ------------------------------------------------------------------------ -> Hat das damals bei deinem Schwarzsenden mit den Seitenbändern auch nicht> geklappt? Schöner Experte bist du ;-))
Tja die sind trotzdem nicht gesendet worden, sondern erst im Spekki, der
war damals wohl noch ein reiner Wobbler war, entstanden.
Ich hätte gerne gewusst wo ich damals gestört habe.
(pst: darauf hin bin ich auf UKW umgestiegen (nachdem mir bewusst
geworden war dass man mit 100 mW bei 27 MHz bis nach Moskau kommt
(Bericht eines OM) und eigene Erfahrungen mit den kleinen Handfunken
(damals hörte man nachts die Fischer die vor Norwegen getümpelt sind)
und eben weiter als die Bodenwelle trägt).
Ab da war KW out und UKW mit EC92, dann ECC81 und auch mal mit zwei PL
504, später dann mit AF und dann mit 2N2219A, In.
Kurt
Kurt B. schrieb:> pst: darauf hin bin ich auf UKW umgestiegen (nachdem mir bewusst> geworden war dass man mit 100 mW bei 27 MHz bis nach Moskau kommt> (Bericht eines OM) und eigene Erfahrungen mit den kleinen Handfunken> (damals hörte man nachts die Fischer die vor Norwegen getümpelt sind)> und eben weiter als die Bodenwelle trägt).
Glaube mir UKW geht auch verdammt weit. Insbesonders dann wemm man
optische Sicht hat. Mit 5W kommt man locker 300km weit.
Ralph Berres
Die Aussage eines S11 ist aber klar ? Beim Dip absorbiert der Resonator.
Was man nun machen kann, um den Resonator in den Signalpfad zu bekommen.
Entweder
a) dem Resonator einen Zirkulator an den Eingang geben, oder
b) mit einem zweiten Anschluss einen Durchgang ermoeglichen. Dieser
Schritt ist nochmals eine Designphase, denn man moechte ja S11 und S21
passend haben.
cavityresonator.png
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