 |
اثر آنتن شیشه جلو اتومبیل بر روی دسته کابل
معرفی
این مثال یک آنتن FM چاپ شده روی شیشه جلوی عقب خودرو را شبیه سازی می کند. شبیه‌سازی، الگوی تابش میدان دور آنتن و میدان‌های الکتریکی را روی دسته کابل داخلی محاسبه می‌کند.
شکل 1: یک مدل ماشین ساده شده متشکل از بدنه فلزی، لاستیک های دارای تلفات، رینگ های لاستیک، شیشه های جلو نازک دی الکتریک، یک آنتن چاپ شده و یک دسته کابل متصل به محفظه های قطعات الکترونیکی. حوزه هوای اطراف و سطح زمین در این شکل گنجانده نشده است.
تعریف مدل
مدل‌سازی با وارد کردن هندسه‌ای آغاز می‌شود که بدنه خودرو، دسته کابل و آنتن FM شیشه جلو را توصیف می‌کند ( شکل 1 ). اشیاء داخلی داخل خودرو شامل نمی شود. تمام قطعات فلزی به عنوان رسانای الکتریکی کامل (PEC) مدل‌سازی می‌شوند که شامل بدنه خودرو، یک آنتن چاپ شده روی شیشه جلوی عقب، رینگ‌های لاستیک، یک دسته کابل متصل به محفظه‌های قطعات الکترونیکی و صفحه زمین است. حوزه‌های تایر به‌عنوان یک محیط با تلفات، با استفاده از یک رابطه سازنده مماس تلفات مدل‌سازی می‌شوند. به جز هواپیمای زمینی، خودرو توسط یک دامنه هوایی احاطه شده است که توسط لایه های کاملاً منطبق (PML) محصور شده است. شیشه جلو با ضخامت 1 سانتی متر در محدوده فرکانس FM شفاف و بسیار نازک در نظر گرفته می شود. با استفاده از شرط مرزی Transition پیکربندی شده است.
برای محاسبه الگوی تابش میدان دور بر روی صفحه زمین (که به عنوان یک سطح PEC ساده شده است) و ایجاد تصویری از یک منبع تابشی، یک شرط تقارن در تنظیمات مرز محاسبه میدان دور اعمال می شود.
آنتن توسط یک پورت توده ای با امپدانس مرجع 50 اهم تحریک می شود.
نتایج و بحث
در شکل 2 ، هنجار میدان الکتریکی پیش‌فرض روی صفحه زمین به تصویر کشیده شده است.
شکل 2: میدان الکتریکی به طور غیریکنواخت بر روی زمین روشن می شود، که به الگوی تشعشعی آنتن کمک می کند.
یک الگوی تابش میدان دور سه بعدی در شکل 3 نشان داده شده است . با توجه به شکل و محل قرارگیری آنتن، شکل کلی الگوی تابش نامتقارن است.
شکل 3: الگوی تابش میدان دور 3 بعدی آنتن چاپ شده.
شکل 4 هنجار میدان الکتریکی را بر روی سطح مهار کابل نشان می دهد و همچنین نشان می دهد که کدام قسمت از کابل بیشتر تحت تأثیر تابش آنتن است.
شکل 4: دسته کابلی که به لاستیک‌های سمت راست نزدیک‌تر است، بیشتر در معرض تابش آنتن است.
مسیر کتابخانه برنامه: RF_Module/EMI_EMC_Applications/car_emiemc
دستورالعمل های مدل سازی
از منوی File ، New را انتخاب کنید .
جدید
در پنجره جدید ، روی 
Model Wizard کلیک کنید .
Model Wizard کلیک کنید .مدل جادوگر
1 | در پنجره Model Wizard ، روی  3D کلیک کنید . |
2 | در درخت انتخاب فیزیک ، فرکانس رادیویی > امواج الکترومغناطیسی، دامنه فرکانس (emw) را انتخاب کنید . |
3 | روی افزودن کلیک کنید . |
4 |  روی مطالعه کلیک کنید . |
5 | در درخت انتخاب مطالعه ، General Studies>Frequency Domain را انتخاب کنید . |
6 |  روی Done کلیک کنید . |
مطالعه 1
مرحله 1: دامنه فرکانس
1 | در پنجره Model Builder ، در بخش مطالعه 1 ، روی مرحله 1: دامنه فرکانس کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات دامنه فرکانس ، بخش تنظیمات مطالعه را پیدا کنید . |
3 | در قسمت متن فرکانس ، 80[MHz] را تایپ کنید . |
هندسه 1
واردات 1 (imp1)
1 | در نوار ابزار صفحه اصلی ، روی  واردات کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای واردات ، بخش واردات را پیدا کنید . |
3 |  روی Browse کلیک کنید . |
4 | به پوشه Application Libraries مدل بروید و روی فایل car_emiemc.mphbin دوبار کلیک کنید . |
5 |  روی Import کلیک کنید . |
6 |  روی دکمه Wireframe Rendering در نوار ابزار Graphics کلیک کنید . |
کره 1 (sph1)
1 | در نوار ابزار Geometry ، روی  Sphere کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای Sphere ، بخش Size را پیدا کنید . |
3 | در قسمت متن Radius ، 4 را تایپ کنید . |
4 | برای گسترش بخش لایه ها کلیک کنید . در جدول تنظیمات زیر را وارد کنید: |
نام لایه | ضخامت (متر) |
لایه 1 | 0.5 |
بلوک 1 (blk1)
1 | در نوار ابزار Geometry ، روی  Block کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای Block ، قسمت Size and Shape را پیدا کنید . |
3 | در قسمت متن Width عدد 8 را تایپ کنید . |
4 | در قسمت Depth text عدد 8 را تایپ کنید . |
5 | در قسمت متن ارتفاع ، 4 را تایپ کنید . |
6 | قسمت Position را پیدا کنید . از لیست پایه ، مرکز را انتخاب کنید . |
7 | در قسمت متن z ، -2 را تایپ کنید . |
تفاوت 1 (dif1)
1 | در نوار ابزار Geometry ، روی  Booleans and Partitions کلیک کنید و Difference را انتخاب کنید . |
2 | فقط شیء sph1 را انتخاب کنید. |
3 | در پنجره تنظیمات برای تفاوت ، بخش تفاوت را پیدا کنید . |
4 | زیربخش اشیاء را برای تفریق پیدا کنید . برای انتخاب دکمه ضامن  فعال کردن انتخاب کلیک کنید . |
5 | فقط شی blk1 را انتخاب کنید. |
6 |  روی Build All Objects کلیک کنید . |
نادیده گرفتن رئوس 1 (igv1)
1 | در نوار ابزار Geometry ، روی  Virtual Operations کلیک کنید و گزینه Ignore Vertices را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای نادیده گرفتن رئوس ، بخش ورودی را پیدا کنید . |
3 |  روی Paste Selection کلیک کنید . |
4 | در کادر محاوره ای Paste Selection ، 110 111 117 118 190 191 را در قسمت متن انتخاب تایپ کنید . |
5 | روی OK کلیک کنید . |
این کار برخی از رئوس را حذف می کند که عناصر غیر ضروری مش ریزتر را ایجاد می کند.
6 | در نوار ابزار Geometry ، روی  ساختن همه کلیک کنید . |
تعاریف
قبل از تنظیم فیزیک مجموعه ای از انتخاب ها ایجاد کنید.
شیشه جلو
1 | در نوار ابزار تعاریف ، روی  Explicit کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای Explicit ، Windshield را در قسمت متن برچسب تایپ کنید . |
3 | قسمت Input Entities را پیدا کنید . از لیست سطح نهاد هندسی ، Boundary را انتخاب کنید . |
4 |  روی Paste Selection کلیک کنید . |
5 | در کادر محاوره ای Paste Selection ، 66-67، 104-107، 127-128، 169-170، 191-196، 202 را در قسمت متن انتخاب تایپ کنید. |
6 | روی OK کلیک کنید . |
لاستیک
1 | در نوار ابزار تعاریف ، روی  Explicit کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای Explicit ، Tire را در قسمت نوشتار Label تایپ کنید . |
3 | فقط دامنه های 5، 6، 18 و 19 را انتخاب کنید. |
مهار
1 | در نوار ابزار تعاریف ، روی  Explicit کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای Explicit ، Harness را در قسمت نوشتار Label تایپ کنید . |
3 | فقط دامنه های 7-12 و 15-17 را انتخاب کنید. |
کاملاً منطبق بر لایه 1 (pml1)
1 | در نوار ابزار تعاریف ، روی لایه  کاملاً منطبق کلیک کنید . |
2 | فقط دامنه های 1، 2، 13 و 14 را انتخاب کنید. |
3 | در پنجره تنظیمات برای لایه کاملاً منطبق ، قسمت هندسه را پیدا کنید . |
4 | از لیست Type ، Spherical را انتخاب کنید . |
امواج الکترومغناطیسی، دامنه فرکانس (EMW)
هادی الکتریکی کامل 2
1 | در پنجره Model Builder ، در قسمت Component 1 (comp1) روی امواج الکترومغناطیسی ، دامنه فرکانس (emw) کلیک راست کرده و شرایط مرزی Perfect Electric Conductor را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره Settings for Perfect Electric Conductor ، قسمت Boundary Selection را پیدا کنید . |
3 |  روی Paste Selection کلیک کنید . |
4 | در کادر محاوره ای Paste Selection ، 9-31، 45-46، 54-60، 88-89، 95-96، 98-103، 108-111، 121-126، 145-155، 172-173، 177- را تایپ کنید. 178، 181-182، 185-188، 198-200، 203-206، 208-219 در قسمت انتخاب متن. |
5 | روی OK کلیک کنید . |
هادی الکتریکی کامل 3
1 | در نوار ابزار Physics ، روی  Boundaries کلیک کنید و Perfect Electric Conductor را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره Settings for Perfect Electric Conductor ، قسمت Boundary Selection را پیدا کنید . |
3 |  روی Paste Selection کلیک کنید . |
4 | در کادر محاوره‌ای Paste Selection ، 44، 47، 171، 174 را در قسمت متن انتخاب تایپ کنید. |
5 | روی OK کلیک کنید . |
هادی الکتریکی کامل 4
1 | در نوار ابزار Physics ، روی  Boundaries کلیک کنید و Perfect Electric Conductor را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره Settings for Perfect Electric Conductor ، قسمت Boundary Selection را پیدا کنید . |
3 |  روی Paste Selection کلیک کنید . |
4 | در کادر محاوره ای Paste Selection ، 189-190، 197، 207 را در قسمت انتخاب متن وارد کنید . |
5 | روی OK کلیک کنید . |
رسانای الکتریکی کامل 5
1 | در نوار ابزار Physics ، روی  Domains کلیک کنید و Perfect Electric Conductor را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره Settings for Perfect Electric Conductor ، قسمت Domain Selection را پیدا کنید . |
3 | از لیست انتخاب ، Harness را انتخاب کنید . |
شرایط مرزی انتقال 1
1 | در نوار ابزار Physics ، روی  Boundaries کلیک کنید و Transition Boundary Condition را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای شرایط مرزی انتقال ، قسمت انتخاب مرز را پیدا کنید . |
3 | از لیست انتخاب ، Windshield را انتخاب کنید . |
معادله موج، الکتریک 2
1 | در نوار ابزار Physics ، روی  Domains کلیک کنید و Wave Equation، Electric را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای معادله موج ، Electric ، بخش انتخاب دامنه را پیدا کنید . |
3 | از لیست انتخاب ، تایر را انتخاب کنید . |
4 | قسمت Electric Displacement Field را پیدا کنید . از لیست مدل میدان جابجایی الکتریکی ، مماس تلفات ، زاویه افت را انتخاب کنید . |
پورت انجماد 1
1 | در نوار ابزار Physics ، روی  Boundaries کلیک کنید و Lumped Port را انتخاب کنید . |
2 | فقط Boundary 201 را انتخاب کنید. |
برای پورت اول، تحریک موج به طور پیش فرض روشن است .
دامنه میدان دور 1
در نوار ابزار Physics ، روی Domains کلیک کنید و دامنه Far-Field Domain را انتخاب کنید .
Domains کلیک کنید و دامنه Far-Field Domain را انتخاب کنید .محاسبه میدان دور 1
1 | در پنجره Model Builder ، گره Far-Field Domain 1 را گسترش دهید ، سپس روی Far-Field Calculation 1 کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای محاسبه میدان دور ، بخش محاسبه میدان دور را پیدا کنید . |
3 | تیک Symmetry in the z=0 plane را انتخاب کنید . |
4 | از لیست نوع Symmetry ، Symmetry in H (PEC) را انتخاب کنید . |
مواد
مواد 1 (mat1)
1 | در پنجره Model Builder ، در قسمت Component 1 (comp1) روی Materials راست کلیک کرده و Blank Material را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای Material ، قسمت Material Contents را پیدا کنید . |
3 | در جدول تنظیمات زیر را وارد کنید: |
ویژگی | متغیر | ارزش | واحد | گروه اموال |
مجوز نسبی | epsilonr_iso ; epsilonrii = epsilonr_iso، epsilonrij = 0 | 1 | 1 | پایه ای |
نفوذپذیری نسبی | mur_eye ; murii = mur_iso، murij = 0 | 1 | 1 | پایه ای |
رسانایی الکتریکی | sigma_iso ; sigmaii = sigma_iso، sigmaij = 0 | 0 | S/m | پایه ای |
مواد 2 (mat2)
1 | روی Materials کلیک راست کرده و Blank Material را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای مواد ، قسمت انتخاب موجودیت هندسی را پیدا کنید . |
3 | از لیست انتخاب ، تایر را انتخاب کنید . |
4 | قسمت محتوای مواد را پیدا کنید . در جدول تنظیمات زیر را وارد کنید: |
ویژگی | متغیر | ارزش | واحد | گروه اموال |
ضریب نسبی (بخش واقعی) | epsilonPrim_iso ; epsilonPrimii = epsilonPrim_iso، epsilonPrimij = 0 | 2 | 1 | مماس از دست دادن، زاویه افت |
مماس از دست دادن، زاویه افت | دلتا | 0.00005 | راد | مماس از دست دادن، زاویه افت |
نفوذپذیری نسبی | mur_eye ; murii = mur_iso، murij = 0 | 1 | 1 | پایه ای |
مواد 3 (mat3)
1 | روی Materials کلیک راست کرده و Blank Material را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای مواد ، قسمت انتخاب موجودیت هندسی را پیدا کنید . |
3 | از لیست سطح نهاد هندسی ، Boundary را انتخاب کنید . |
4 | از لیست انتخاب ، Windshield را انتخاب کنید . |
5 | قسمت محتوای مواد را پیدا کنید . در جدول تنظیمات زیر را وارد کنید: |
ویژگی | متغیر | ارزش | واحد | گروه اموال |
مجوز نسبی | epsilonr_iso ; epsilonrii = epsilonr_iso، epsilonrij = 0 | 4 | 1 | پایه ای |
نفوذپذیری نسبی | mur_eye ; murii = mur_iso، murij = 0 | 1 | 1 | پایه ای |
رسانایی الکتریکی | sigma_iso ; sigmaii = sigma_iso، sigmaij = 0 | 0 | S/m | پایه ای |
مش 1
اطلاعات 1
در پنجره Model Builder ، در قسمت Component 1 (comp1) روی Mesh 1 کلیک راست کرده و Build All را انتخاب کنید .
تعاریف
پنهان کردن برای فیزیک 1
1 | در پنجره Model Builder ، روی View 1 کلیک راست کرده و Hide for Physics را انتخاب کنید . |
برخی از مرزها را سرکوب کنید تا هنگام بررسی نتایج مشبک، دید بهتری داشته باشید.
2 | در پنجره تنظیمات برای پنهان کردن فیزیک ، قسمت انتخاب موجودیت هندسی را پیدا کنید . |
3 | از لیست سطح نهاد هندسی ، Boundary را انتخاب کنید . |
4 | فقط مرزهای 4، 6، 112، 114 و 115 را انتخاب کنید. |
مش 1
مطالعه 1
مرحله 1: دامنه فرکانس
در نوار ابزار صفحه اصلی ، روی محاسبه کلیک کنید .
روی محاسبه کلیک کنید .نتایج
چند برش
1 | در پنجره Model Builder ، گره Electric Field (emw) را گسترش دهید ، سپس روی Multislice کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای Multislice ، بخش Multiplane Data را پیدا کنید . |
3 | زیربخش X-planes را پیدا کنید . در قسمت متن Planes عدد 0 را تایپ کنید . |
4 | زیربخش Y-planes را پیدا کنید . در قسمت متن Planes عدد 0 را تایپ کنید . |
5 | زیربخش Z-planes را پیدا کنید . از لیست روش ورود ، Coordinates را انتخاب کنید . |
6 | در قسمت متن مختصات ، 0 را تایپ کنید . |
7 | در نوار ابزار Electric Field (emw) ، روی  Plot کلیک کنید . |
میدان دور دو بعدی (EMW)
الگوی تشعشع 1
1 | در پنجره Model Builder ، گره 3D Far Field، Gain (emw) را گسترش دهید ، سپس روی Radiation Pattern 1 کلیک کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای الگوی تشعشع ، بخش ارزیابی را پیدا کنید . |
3 | زیربخش Angles را پیدا کنید . در قسمت متنی Number of azimuth angles عدد 40 را تایپ کنید . |
4 | در نوار ابزار 3D Far Field، Gain (emw) ، روی  Plot کلیک کنید . |
گروه طرح سه بعدی 4
در نوار ابزار صفحه اصلی ، روی Add Plot Group کلیک کنید و 3D Plot Group را انتخاب کنید .
Add Plot Group کلیک کنید و 3D Plot Group را انتخاب کنید .سطح 1
1 | روی 3D Plot Group 4 کلیک راست کرده و Surface را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای Surface ، برای گسترش بخش Range کلیک کنید . |
3 | تیک گزینه Manual color range را انتخاب کنید . |
4 | در قسمت Maximum text عدد 5 را تایپ کنید . |
انتخاب 1
1 | روی Surface 1 کلیک راست کرده و Selection را انتخاب کنید . |
2 | در پنجره تنظیمات برای انتخاب ، قسمت انتخاب را پیدا کنید . |
3 | از لیست سطح نهاد هندسی ، دامنه را انتخاب کنید . |
4 | از لیست انتخاب ، Harness را انتخاب کنید . |
5 | در نوار ابزار 3D Plot Group 4 ، روی  Plot کلیک کنید . |
