This article covers the use of a bowtie planar antenna for energy harvesting, covering the range between 900 MHz and 1000 MHz. The same converter circuit was compared connected to a wire dipole antenna, with the same size of the bowtie. Co and cross polarizations of the incoming wave were tested. The inclusion of a reflector to both dipole and bowtie was evaluated, and it proved superior performance in terms of sensitivity.
PL
Przedstawiono planarną antene zbierającą energię w paśmie 900 MHz do 1000 MHz. Antena ma kształt in rozmiar uszki (bowtie). Antena jest podłączona do podwajacza na pięcia bazującego na diodzie Schottky.
2
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
The relationship between microscopic parameters of surface nanostructure and output characteristics of the photoacoustic transducer is established in this paper. In this paper, novel results in the area of complex simulation of thermal, acoustic and mechanical characteristics of surface nanostructures are demonstrated. The design of fiber-optic photoacoustic ultrasound transducer providing the most effective optical-to-acoustic conversion (intensity modulated optical signal is converted into pressure waves) is proposed as a result comprehensive theoretical study of absorbed optical power, stationary and non-stationary temperature and pressure distribution in various surroundings for different sets of microscopic parameters of surface nanostructures on the optical fiber edge. Additionally, the photoacoustic response is measured in order to provide the experimental proof of main results. Obtained dependencies can be used in the design of modern and perspective systems of ultrasound technical diagnostics, high-resolution ultrasound imaging of industrial densely-packed objects.
PL
W pracy przedstawiono zależność między parametrami mikroskopowymi nanostruktury powierzchniowej a wyjściowymi właściwościami akustycznymi przetwornika fotoakustycznego. W tym artykule przedstawiono nowatorskie wyniki w dziedzinie złożonej symulacji termicznych, akustycznych i mechanicznych właściwości nanostruktur powierzchniowych. Proponuje się zaprojektowanie światłowodowego fotoakustycznego przetwornika ultradźwiękowego zapewniającego najskuteczniejszą konwersję optyczno-akustyczną (sygnał optyczny o modulowanym natężeniu zamienia się w fale ciśnieniowe) w wyniku kompleksowych badań teoretycznych pochłoniętej mocy optycznej, stacjonarnej i niestacjonarnej temperatury oraz rozkład ciśnienia w różnych środowiskach dla różnych zestawów parametrów mikroskopowych powierzchniowych nanostruktur na krawędzi światłowodu. Dodatkowo mierzona jest odpowiedź fotoakustyczna w celu dostarczenia eksperymentalnego dowodu głównych wyników. Uzyskane zależności można wykorzystać przy projektowaniu nowoczesnych i perspektywicznych systemów ultradźwiękowej diagnostyki technicznej, obrazowania ultradźwiękowego wysokiej rozdzielczości gęsto upakowanych obiektów przemysłowych.
3
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
In this paper, a novel kind of electromagnetic (EM) functional textiles is proposed, which show high-pass characteristics as they interact with EM waves. The periodically conductive woven fabric was designed, fabricated, and measured. Specifically, by means of unit cell model building and EM simulation, the theoretical S21 (transmission coefficient) and S11 (reflection coefficient) curves were obtained. A concrete sample was fabricated through weaving process, and its transmission characteristics were measured in the microwave anechoic chamber. The measured and simulated results were highly consistent, demonstrating the validity of design process. Compared with the aluminum foil paper sample, the S21 values of fabricated sample were a little smaller, and the reason could be attributed to yarn crimp and surface roughness. The EM characteristics of fabricated sample under two different polarization modes were slightly different, which was due to the beating-up tension of weaving process. The work could offer new research ideas, and the related products have potential advantages over rigid plates on the account of textile characteristics.
This paper presents numerical scenarios concerning penetration in a lossy medium that can be obtained by radiating inhomogeneous electromagnetic waves. Former papers approached this problem, both analytically and numerically, finding requirements and limits of the so-called “deeppenetration” condition, which consists of a wave transmitted in a lossy medium having an attenuation vector whose direction forms the angle of ninety degrees with the normal to the separation surface. The deep-penetration condition always requires an oblique incidence, therefore is not practical in many applications. For this reason, we are interested here in finding whether an inhomogeneous wave guarantees larger penetration than the one obtainable with homogeneous waves, even when the incident wave is normal to the separation surface between two media, i.e. when the deep-penetration condition is not satisfied. We are also interested in verifying numerically whether the lossy-prism structure may achieve larger penetration than the one obtainable through traditional leakywave antennas, and we also wish to propose a lossy-prism design more realistic than the one previously presented in the literature.
Magnetrony to samowzbudne lampy mikrofalowe będące źródłem energii mikrofalowej w urządzeniach domowych (kuchenka mikrofalowa), poprzez zastosowania przemysłowe, na wojskowych i komunikacyjnych (radary) kończąc. Celem niniejszej pracy było sprawdzenie zgodności wyników symulacji pracy dynamicznej magnetronów z wynikami pomiarów laboratoryjnych. Opisywany magnetron został zaprojektowany do pracy z częstotliwością 1310 MHz i mocą 1.5 MW w impulsie. Artykuł zawiera opis magnetronu, modeli wykorzystanych w symulacjach, wyników wykonywanych symulacji oraz ich porównanie z danymi z karty katalogowej urządzenia.
EN
Magnetrons are self-excited microwave lamps that are source of microwave power in devices for both home (microwave oven), industrial, military and communication (radar) applications. The aim of this work was to check the agreement between the results of dynamic magnetron simulation and laboratory measurements. The mentioned magnetron is a tube designed to work at 1310 MHz and 1.5 MW impulse power. The work contains a short description of the magnetron, models used in simulations, results of simulations and their comparison with data from the device’s catalog card.
Artykuł prezentuje projekt anteny dookólnej zabudowanej namałej rakiecie badawczej do lotów sub-orbitalnych. Antena dwustożkowa (biconical) była przeznaczona do systemu transmisji danych telemetrycznych i sterujących w pasmach częstotliwości 869,40÷869,65 MHz oraz 2,4000÷2,4835 GHz. Do zaprojektowania anteny wykorzystano oprogramowanie do symulacji elektromagnetycznych – CST STUDIO SUITE®. Wykorzystanie symulatora elektromagnetycznego 3D pozwoliło przeanalizować wpływ sprzężenia między anteną i kadłubem rakiety na jej parametry efektywne. Przeprowadzono optymalizację wymiarów anteny pod kątem zapewnienia jej zysku w funkcji zmian kąta elewacji powodowanych zmianami położenia rakiety w trakcie lotu. Pomiary prototypu anteny w komorze bezechowej wykazały wysoką zgodność wyników symulacji z wynikami pomiarów.
EN
The article presents the design of omnidirectional antenna integrated on the small research (sounding) rocket dedicated to sub-orbital flights. A biconical antenna was designed for telemetry and payload data transmission system working in dual frequency band 869,40÷869.65 MHz and 2.4000÷2.4835 GHz. For the antenna design a 3D electromagnetic simulation software CST STUDIO SUITE® was used. The use of electromagnetic simulator allowed to examine how the coupling between antenna and the fuselage affects antenna effective parameters. The antenna dimensions were optimized in terms of ensuring the antenna gain as a function of elevation angle changes caused by the rocket position changes during the flight. Measurements of the antenna prototype in an anechoic chamber showed high compliance of simulation results with the measurement results.
7
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W artykule przedstawiono dwie koncepcje zrealizowanego praktycznie intefejsu użytkownika dla elektromagnetycznego kodu obliczeniowego FDTD. Interfejsu, który może konkurować z najlepszymi programami tego typu na współczesnym, globalnym rynku.
EN
Two concepts of the modern GUI realization in practice for FDTD electromagnetic simulation code are presented. Such interface solutions can compete with the best CAD programs on contemporary global market.
The application example of an RF-ID demonstrates the ability of CST MICROWAVE STUDIO to simulate antenna structures in a low frequency band helping to understand and describe the characteristics of the device without heavy prototyping.
PL
Przykład analizy układu znacznika RFID pokazujący przydatność CST MICROWAVE STUDIO do symulacji anten pracujących w niskim paśmie częstotliwości. Symulacja pomaga zrozumieć działanie i wyznaczyć charakterystyki urządzenia jeszcze przed wykonaniem prototypu.
The door to a microwave oven forms part of the heating cavity, allowing access to the oven interior and preventing leakage of microwaves outside the oven during its operation. The seal around the door is never perfect, so electromagnetic fields will leak out of the oven, potentially interfering with other electrical equipment or exceeding safety limits for power levels in human operators. Oven designs have to meet legal requirements for the amount of power which can leak beyond a certain distance from the oven (due to human exposure concerns), and also have to meet electromagnetic compatibility (EMC) requirements. This article discusses how electromagnetic simulation can be used to design effective shielding mechanisms in order to adhere to these standards.
PL
Drzwiczki kuchenki mikrofalowej tworzą część wnęki grzejnej, umożliwiając dostęp do jej wnętrza i zapobiegając wydostawaniu się mikrofal na zewnątrz kuchenki w trakcie jej eksploatacji. Niedoskonałości uszczelnienia na obwodzie drzwi sprawiają, że pole elektromagnetyczne wycieka z kuchenki, zakłócając inne urządzenia elektroniczne lub powodując przekroczenia limitów bezpieczeństwa dla poziomów mocy dopuszczalnych dla ludzi. Konstrukcja kuchenki musi spełniać wymogi prawne co do gęstości energii mikrofal w określonej odległości od urządzenia z uwagi na narażenie dla obsługi, a także musi spełniać wymagania kompatybilności elektromagnetycznej (EMC). W tym artykule opisano zastosowanie symulacji elektromagnetycznych do projektowania skutecznych rozwiązań ekranujących, pozwalających spełnić wymagania wynikające z odpowiednich norm.
W artykule przedstawiona jest dyskusja dotycząca optymalnego wyboru sprzętu komputerowego do celów prowadzenia symulacji elektromagnetycznych metodą FDTD oraz optymalizacji kodów symulatora pod względem jak najlepszego wykorzystania dostępnych systemów komputerowych. Omówiono tu tendencje światowe w badaniach nad tymi problemami oraz pokazano rozwiązania praktyczne, wprowadzone przez autorów do kodów symulatorów QW-3D oraz QW-V2D.
EN
The paper presents a discussion concerning optimal choice of computer hardware with respect to its application to electromagnetic simulations using the FDTD method as well as optimization of FDTD codes to obtain their best performance with particular hardware available. Tendencies in the worldwide research on those problems are outlined. Specific practical solutions applied by the authors in the QW-3D and QW-V2D simulators are also presented.
Spełnienie wymagań odpowiednich norm EMC jest warunkiem koniecznym bezpiecznej i niezawodnej pracy, wszystkich urządzeń elektronicznych. Uwzględnienie wymagań EMC we wczesnej fazie projektowania pozwala uniknąć dodatkowych kosztownych iteracji projektu na późniejszym etapie. Artykuł opisuje proces projektowania z symulacją elektromagnetyczną pod kątem EMC dla bezprzewodowego routera z użyciem technik, które mogą być wykorzystane do szerokiego zakresu elektronicznych urządzeń konsumenckich. Przedstawiono i omówiono wiele zagadnień dot. EMC, w tym analizę na poziomie płytki, wpływ obudowy urządzenia, podatność miejsca wyprowadzenia kabla, oraz wykorzystanie metody segmentacji do analizy wpływu wybranych elementów na własności całego urządzenia.
EN
Electromagnetic simulations make it possible to investigate a wide range of EMC characteristics of a design long before going into the lab for measurement From rule-checking at the early stages of layout, to full system simulation alongside traditional prototypes, simulation can be used at any stage of the product design workflow. Components can be tested not just in isolation, but as part of a complex system – with SAM, different simulation techniques can be used on different parts of the system as appropriate. Additional specialized hybrid methods for modelling PCBs, cables and fine structures allow these often-complicated elements to be simulated in conjunction with the rest of the device. The article presents a simulation workflow for the EMC analysis of a wireless router. It shows how the electromagnetic simulation allows an alternative designs to be checked without the expense of constructing multiple prototypes.
Symulacje elektromagnetyczne pozwalają analizować struktury mikrofalowe, które są zbyt skomplikowane, aby rozwiązać je analitycznie. Dostępność nowoczesnych symulatorów oraz wydajnych komputerów przyczyniła się w ostatnich latach do dużego postępu w elektronice i dziedzinach pokrewnych. Zainspirowało to inżynierów do analizy coraz większych i bardziej skomplikowanych układów. Aby możliwy był dalszy postęp konieczne jest opracowanie dodatkowych metod przyspieszania symulacji elektromagnetycznych. Metoda FDTD zapewnia w przybliżeniu liniową obliczeniową skalowalność problemów oraz jest naturalnie dostosowana do przetwarzania równoległego. Niniejszy artykuł prezentuje aktualne osiągnięcia autorów w tej dziedzinie oraz zawiera przykładowe zastosowania analizy do rzeczywistego problemu przemysłowego.
EN
Electromagnetic simulations enable fast analysis of microwave structures which are too complex for analytical study. Availability of high-tech simulators and powerful computers resulted in significant progress in electronics and connected industries during recent years. Engineers' desire for analysis of larger and more complex circuits have been stimulated. Further progress demands elaboration of specific simulations' acceleration. FDTD method ensures close to linear scaling of problems and is intrinsically suitable for parallel processing. The article presents current achievements in the related field and shows example of analysis application to a real, industrial case.
The FDTD (Finite Difference Time Domain) method has proven to be effective in modeling high-frequency electromagnetic problems in telecommunications industry. Recently it has been successfully applied in microwave power engineering. In order to accurately model scenarios typical in this field one has to deal with the movement of objects placed inside cavities. This paper describes a simple algorithm that makes it possible to take into account object rotation - important in simulations of domestic microwave ovens. Results of example simulations are presented and an experimental verification of the simulation tool is performed.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.