Dielectric Resonator Antenna E field absolute open cavity 1.8 GHz

Video animation of the absolute value of the electric field at 1.8 GHz of a cylindrical DRA placed within an open metallic cavity.

Short wire at 13.1 MHz - general thoughts (in greek)

(Όλες οι παρακάτω προσομοιώσεις έγιναν προσεγγίζοντας το μέγεθος της κεραίας όσο γίνεται ποιο κοντά στο πραγματικό, χωρίς όμως να έχουν δωθεί επ'ακριβώς τα νούμερα για τις διαστάσεις της γεωμετρίας - η γενική ιδέα όμως για την μορφή του ηλεκτρικού και μαγνητικού πεδίου παραμένει η ίδια. Τα παρακάτω αποτελέσματα έχουν συμβουλευτικό χαρακτήρα και μόνο.)

Εξομοίωση

Για την εξομοίωση, η γεωμετρία της κεραίας τεμαχίστηκε όπως φαίνεται παρακάτω. Μάλιστα για μεγαλύτερη ακρίβεια στα αποτελέσματα, ο τεμαχισμός έγινε με μεγαλύτερη πυκνότητα κοντά στο μέταλλο. Στους υπολογισμούς λήφθηκε υπόψη και η αγωγιμότητα. Στο παρακάτω σχήμα επίσης φαίνεται και το source (κόκκινος κώνος, πάνω δεξιά) το οποίο έκανε excite την κεραία.

antenna meshing z-plane demokritos

Συνοπτικά, οι διαστάσεις της γεωμετρίας ορίστηκαν ως εξής:
- Ακτίνα δακτυλιδιού = 80 χιλιοστά
- Ακτίνα αγωγού = 2,5 χιλιοστά
- Ύψος κεραίας = 168 χιλιοστά

 

Η κεραία τοποθετήθηκε σε ανοικτό χώρο (open boundary conditions) για να εκπέμπει ελεύθερα:

open boundaries antenna demokritos

 


Αποτελέσματα εξωμοίωσης

magnetic field zy plane demokritos antenna

Above: Magnetic field along z-y plane, 13.1 MHz

 

h field zx plane demokritos antenna

Above: Magnetic field along z-x plane, 13.1 MHz

magnetic field xy plane demokritos antenna

Above: Magnetic field along x-y plane, 13.1 MHz

 

Διαπιστώνεται ότι με τη συγκεκριμένη γεωμετρία, το μαγνητικό πεδίο εσωτερικα στην κεραία κατευθύνεται παράλληλα με το επίπεδο x-y. Το μαγνητικό πεδίο δεν έχει κατεύθυνση τον άξονα z.

Επίσης, η κεραία αυτή παρουσιάζει μεγάλη τιμή επαγωγικής αντίστασης (reactance value, i.e. + j.X) και πολύ μικρή τιμή πραγματικής αντίστασης (resistance, i.e. R). Αυτό φαίνεται από το Smith Chart παρακάτω. (Αυτό εξηγείται από το γεγονός οτι το μήκος κύματος στα 13.1 ΜΗζ είναι πολύ μεγαλύτερο από το μέγεθος της κεραίας, και η διάταξη συμπεριφέρεται σαν 'βραχυκύκλωμα'. Προκειμένου καποιος να την συντονίσει στα 13.1ΜΗζ θα πρέπει να προσθέσει σε σειρά τιμή capacitive reactance ίση με -j.X για να ακυρώσει την επαγωγική αντίσταση και να μεγιστοποιήσει την μεταφορά ενέργειας από την πηγή προς την κεραία).

smith chart demokritos antenna 13.1 MHz

 

Παρακάτω, παρατείθεται ένα βίντεο από την τρισδιάστατη κατανομή του μαγνητικού πεδίου για την παραπάνω γεωμετρία. Όπως και από τις εικόνες παραπάνω, φαίνεται ότι το μαγνητικό πεδίο είναι παράλληλο με το επίπεδο
x-y.

video animation magnetic field antenna demokritos