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关于端口输入功率

05-08
我用集中端口设置,输入电压edit source里显示1V,这个值好像不能改,那假如特性阻抗50欧且匹配良好的情况,输入功率是不是等于电压平方除以R,就等于20mW?

没看到edit source里有1V啊,倒是有1W.有个scaling factor,可以调节端口功率.输入功率等于1W乘以这个scaling factor.

把积分线模式设定为Zpv,我试过算出的结果与预期结果还是很接近的。

呵呵,明白了,谢谢你们!只要把solution type 选为driven modal 就行了,我之前设的是driven terminal

还是有问题,不好意思。我在driven terminal模式,端口显示电压1V,最后得到的场强图中最大电场为1.11v/m,而如果采用driven modal 模式,端口显示电压1W,最后得到的最大电场为13.67v/m,如果认为driven terninal模式下的端口电压1v就等同于输入功率20mw,那么当端口输入为1W时,最大电场应为1v时的50开根号倍,但13.67除以1.11显然不是这个值。纳闷中。端口电压1v到底表示多大的功率?

我认为应该拿同一点上的电场来做比较,而不是最大电场.

整个模型没有变化,空气腔也还是那样大,出来方向图也是一样的,最大值的比较应该也成比例才对啊

突然发现上面有一帖小编加分了,在此表示衷心的感谢^_^。(不会因为这句话判我灌水吧哈哈),大家都来讨论这个问题吧

概念错误!
阻抗匹配的实质,就是要保证功率的最大传输。
但并不意味着,传输的电压就等于源电压(开路时候的电压)。实际上,负载端的电压只是源电压的一半。从分压电路原理就能说明这个问题。
这样一来,传输的功率只有电路总功率的一半。总功率1^2/(50+50)=0.01W。即端口的输入功率只有5mW。
那么激励分别为1w跟5mw时,电路场强相差应该就是sqrt(200)倍,即14.14倍。
这个理论分析,跟你仿真结果有出入。我想问题应该是出在这里,输入端口阻抗失配导致的!
或者是其他影响因子存在。
************修改*****************
说明:
1、有些观点不适合于HFSS,比如匹配的问题。他的这个端口的输入功率不是我这里面的理解的源功率。因此,也不存在传输的功率是总功率的一半的问题。
2、至于这个Voltage source我搞不懂到底是怎么用的,所有的分析都没什么价值。

这个其他影响因子,我还没搞懂!
:-)


小编有没有什么新的进展?
看看仿真模型有什么地方需要修改的地方。
或者,分析漏掉了,某些参数?
可以先看看端口的阻抗是否匹配?
如果不是完全匹配,可以参考传输线的功率传输特性来计算实际的场强。
应该不会有太大出入。
当然,也可以把仿真模型传上来,大家一起学习学习。

不用客气,给有价值的帖子加分是小编的职责,希望你再接再厉
希望大家通过讨论都能有所提高

谢谢楼上高人指教!我想我是犯了两个错误,首先1V电压是峰值,所以求功率的时候还应该除以2,其次是算出来的功率没有因为“负载端的电压只是源电压的一半”而再取一半,所以算出来才会是20mW。
但是有两个问题:
1,“负载端的电压只是源电压的一半”、“分压电路原理”,这句话如何理解?是因为端口另外一个方向以无限长匹配传输线考虑?假如那样考虑两方向的负载也是并联关系,应该是分流啊
2,driven modal模式下端口功率显示1W,还需要除以2吗?

我是这样认为的:模式激励的1w意思是保证从端口输入的功率为1w,端口激励的1v 意思是保证端口处沿积分线处的电压是1v.而只知道这个1v是不足以求出输入功率的,因为它并不一定是端口处电压的有效值或最大值.这时的输入功率肯定是与端口的形状等特性有关系的.
大家看有没有问题.

楼上说的没错!
至于1V的电压,下午弄了个模型仿真下,发现1V的电压算出来的场强抑或是功率都非常小、根本就没有对比性。
1V的那个端口的特性阻抗等都没法保证,真不知道该怎么仿真!

还有我之前有提到的分压啊。纯粹是从信源匹配的角度来看的,跟实际仿真设置有很大的出入。

感觉Voltage source在仿真中很难得到应用,
他实际上相当与一个理想的电压源,没办法设置输出阻抗。

端口电压1v就等同于输入功率20mw成立,前提是端口完全匹配Zin=Z0
实际上是不可能的,
也就是说电压折算到功率应该由输入阻抗而不是特性阻抗来联系
输入功率是P=V^2/Re(Zin)  注意这里是Zin 不是Zc=50欧
可以推测Re(Zin)=(13.6/1.1)^2=153欧
LZ可以验证一下天线的输入阻抗是多少

如果是匹配问题导致的,可以把两种情况的Zc设置成Zin,再看看结果与分析的相不相同。

发现Voltage source跟本就没法用(希望有人能搞个反例,好让我开开眼界)!
从他的设置窗口来看,应该是一个理想的电压源,根本就没有端口属性。
依附于Lumped port来仿真也不行。真搞不懂要怎么用。

首先感谢qoomd 高人“跟踪式”的指教,不胜感激!同时也感谢小编及其他各位参与讨论的朋友

下面继续讨论^_^:
我的两个场强值就是在谐振点处得到的,谐振点处输入阻抗为52欧姆(由Z参数得知,这也是意料之中的事),并不是153欧,所以:
1,在输入阻抗基本等于特性阻抗50欧时,“端口电压1v就等同于输入功率20mw成立”这句话仍未必成立;
2,对于wwwjjjssss小编“端口激励的1v 意思是保证端口处沿积分线处的电压是1v.而只知道这个1v是不足以求出输入功率的”的说法,我有点赞同了;
3,qoomd本着负责任的态度推翻了自己的“分压说”,令人钦佩,不明白的人千万不要被误导^_^
4,我的两次仿真,一次基于driven modal,一次基于driven teminal,端口均设的lumped port,driven modal和lumpedport组合应该没有问题吧?事实上模型比较简单,其它方面应该不至于出错。

客气!
一起学习,一起进步!
想搞个仿真验证一下,发现,那个Voltage source根本就没法用。没有terminal属性
,不知道要怎么用?

终于弄明白了!
弄了个空气同轴线来仿真,利用行波在该段同轴线上的传输特性,选择两种不同的求解方式,即driven modal和driven terminal就可以判断出这两种端口的输入功率。
具体描述一下:
1、确保同轴线特性阻抗等于50ohm。
2、在同轴线两端各加一个激励面。
3、选择不同的求解模式。
仿真出来的就是一行波的TEM传输模特性。
4、接着就可以利用场求解器,算出该行波的能量。(通过求平均能流密度与中间任意截面的积分即可)。
结论:
1、两种不同的求解模式的结果是没有矛盾。
2、在50ohm全匹配(就是同轴线的两端同时匹配到50ohm)的情况下,10V的电压输入相当与1W的功率传输。
具体是这样的:
1、不管是10V、还是1W都是指作用在端口的电气参数,(而不是我之前说的源电压或者源功率)。
2、10V是指端口的电压峰值,有效值是5sqrt(2),即(5sqrt(2))^2/50=1W。

强调一下,实际上我们在HFSS里面设置的Lumped port、wave port的时候,设置的参数1W或者1V对应上面的Pin和Vin。设置的full pirt impedance对应Zs。

太精采了!qoomd,作为提问者真的要非常非常非常地感谢你啊!你深入研究每个细节的精神值得我们学习!“通过求平均能流密度与中间任意截面的积分”这个方法对我启发很大,谢谢~~

精彩!
赞qoomd,学习了

fox.2001太客气了!
我刚好这段时间也在研究这块知识,就顺便一起讨论讨论。
还有,谢谢几位小编的加分

我想问下Driven terminal 和driven modal 有 什么不同?

我是这么理解的,大家看对不对哈
driven modal 是模式激励,电磁场的计算是在模式的基础上的.就是说结果等于各种模式下计算结果的替加,相当于接了传输线.
而Driven terminal 是终端激励,我想就是不考虑模式,单纯从端口电压计算,相当于接了个电压源.

huxiangjiaoliu!

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