Antennesimulatie in MMANA-GAL - hoe kopervlakken?

Dag Allemaal,

In dit topic https://www.circuitsonline.net/forum/view/147839 ben ik aan een externe antenne bezig voor een hotspot.

In een poging om te begrijpen waarmee ik bezig ben, en daarom ben ik op zoek gegaan naar antenne/EM simulators om wat inzicht te krijgen.

MMANA-GAL blijkt gratis te zijn, en is een fascinerend stuk software.

Dit is een poging om 617MHz tot 746MHz en 1710MHz tot 2200MHz te beslaan met een planaire antenne, feitelijk een stuk A4-PCB.

Mijn doel is om de mismatch onder iets van een 7dB te houden, oftewel een VSWR onder de 2.5. Dat geeft een misaanpassingsverlies van rond 0.9dB. De transceiver zal daar best wel tegen kunnen, en de coax is niet langer dan een halve meter of zo, en dus dat extra verlies is in de tienden van een decibel.

De vraag is: hoe definiëer ik kopervlakken op een computationeel efficiënte manier? De simulatie neemt dramatisch toe indien er meer segmenten gebruikt worden. Deze antenne is al een paar minuten simulatie per cyclus.

En zoals reeds in de praktijk gebleken, is dat niet van de poes om al die banden te bestrijken. De afwegingen lopen mekaar voor de voeten. Hierbij wat observaties:

Het ontwerp van de antenne:

De antennestroom op 658MHz, het midden van de laagste band:

De antennestroom op 2155MHz, het midden van de hoogste band:

De SWR +/-40MHz rond 640MHz:

De SWR +/-40MHz rond 720MHz:

Suffering from wiseass oneliner blackout

Maar SWR betekent natuurlijk niet veel, als het stralingspatroon niet deugt. Ik probeer een zo omnidirectioneel mogelijk patroon te bekomen, omdat ik niet weet waar de dichtsbijzijnde LTE mast staat.

Ik ga uit van een take-off angle van rond de 10 graden.

Zelfs bínnen de band heb je grote verschillen.

Neem nu 760MHz, dat nu wel buiten de band is, maar toch is de VSWR bijna perfect. Maar op tien graden elevation, is het patroon 10dB onder de piek! De zender is dan wel blij, maar het signaal gaat niet waar de LTE mast staat.

Hierbij de 3D plots van de UHF banden, waarbij alles bijna in twee 80MHz plots past:

Suffering from wiseass oneliner blackout

Hier zie je de 3D plots van de hoogste vier banden:

Suffering from wiseass oneliner blackout

Voor de duidelijkheid: indien ik de kopervlakken probeer te benaderen door er "kippegaas" van te maken met het draadmodel, dan loop ik quasi onmiddelijk tegen de wiskundige genzen van de simulator aan. Dus het antwoord is niet "trek willekeurig meer draad".

Suffering from wiseass oneliner blackout

Ha Bert_mc,

Bedoel je hoe precies te werken met dat programma :? of algemeen.
Zelf werkte ik met COMSOL en Maxwell die heb ik nog wel maar geen moderne deze programma's zijn voor de hobby te prijzig :(
Het punt met alle simulatie programma's is de nauwkeurigheid van de modellen sommige werken met het elektrische veld anderen weer met het magnetische veld.

Begin jaren 80 heb ik een programma geschreven op de Apple II voor de berekening van het antenne richtingdiagram en het berekenen van de onderlingen afstand voor het inbouwen van een nulhoek.
Tevens berekende ik de afstand aan de hand van de coördinaten grootcikcel berekening.

Ik heb dat programma wel op een dos machine zal morgen eens kijken.

Groet,
Henk.

Everything should be as simple as possible, but not simpler.