סימולציה אלקטרומגנטית · אנטנות · מכ״ם
סימולציות אלקטרומגנטיות: אנטנות, התפשטות גלים ומכ״ם
סימולציה אלקטרומגנטית מראה איך גל מתפשט במבנה, באנטנה, בדירה או מאחורי פגוש של רכב, עוד לפני שהמבנה קיים. רוב המודלים בדף נבנו ב‑COMSOL Multiphysics (קומסול), ובעבודות שפורסמו השתמשתי גם ב‑CST Studio Suite. את העיבוד והניתוח אני עושה ב‑MATLAB וב‑Python, ובמידת האפשר משווה את התוצאות למדידות בחדר האל־הד של המעבדה.
קורס COMSOL בעברית למתחילים מסביר את יסודות המידול והעבודה בתוכנה, עם מדריך PDF, צילומי מסך, הדגמת לולאת זרם מגנטית וחמישה מודלים פתורים להורדה.
להמשך התרגול: אנטנת שופר ב־COMSOL — מדריך מעשי בעברית, עם הוראות בנייה, צילומי מסך, חישוב עקום קרינה ומודל פתור.
Wi-Fi בדירה עם ממ״ד
מודל דו־ממדי של דירה בגודל 10 × 8 מ׳ עם ממ״ד מבטון מזוין, דלת הדף ותריס פלדה, וחומרי בנייה לפי ITU-R P.2040-4. השדה נפתר פעמיים, עם דלת הממ״ד פתוחה ועם דלת סגורה.
- בממ״ד הרמה הממוצעת נמוכה מהסלון ב־12 dB כשהדלת פתוחה וב־32 dB כשהיא סגורה
- 3.6 מיליון דרגות חופש בכל מצב דלת
אנטנת שופר עם עדשה ממקדת ב־10 GHz
אנטנת שופר קונית מודפסת בתלת־ממד עם עדשת PTFE דו־קמורה, מתוך עבודה שפורסמה ב‑Electronics ב־2025. העדשה הופכת את חזית הגל המתבדרת של השופר לחזית מתכנסת ומרכזת את ההספק בכתם קטן מול האנטנה.
- רוחב הכתם במוקד (חצי הספק): כ־27 מ״מ, 0.89 אורך גל
- המוקד במדידה ובסימולציה: כ־67 מ״מ מהמשטח הקדמי של העדשה, כ־100 מ״מ מעבר לפתח השופר
אנטנת ויוואלדי אנטיפודלית רחבת־סרט
אנטנה על לוח Rogers RO4003C בגודל 60 × 70 מ״מ, שתוכננה ליעד תדר תחתון של 3 GHz. המודל תלת־ממדי וכולל פורט הזנה, שכבות PML וחישוב שדה רחוק.
בסימולציה:
- הפסד החזרה של 10 dB לפחות מכ־3.6 GHz ועד סוף הסריקה ב־12 GHz, פרט לתחום צר סביב 5 GHz שבו הוא יורד לכ־9 dB
- הגבר ממומש בכיוון הקרינה: 8.3 עד 9.1 dBi בין 6 ל־11 GHz
מכ״ם רכב ב־77 GHz מאחורי פגוש
מערך של 8 מקורות משדר דרך לוח פגוש מתערובת פוליפרופילן, ועובי הלוח משתנה מ־1 עד 4 מ״מ. כשהעובי הוא כפולה של חצי אורך גל בחומר, ההחזר מהלוח קרוב לאפס. בעובי אחר חלק מההספק חוזר אל המכ״ם. המודל דו־ממדי.
- העברה מרבית בעובי 1.16, 2.32 ו־3.48 מ״מ
- עד 22% מההספק מוחזר בעובי לא מותאם (גל ניצב)
- על לוח בעובי 3.48 מ״מ שכבת צבע מטאלי מעלה את ההחזר לכ־40%. בעובי 1.98 מ״מ ההפסד של הלוח הצבוע הוא 0.87 dB
מיקרו־דופלר של רחפן ב־94 GHz
סימולציה של אות מכ״ם CW בתדר 94 GHz המוחזר מרחפן בעל ארבעה רוטורים. כל להב מיוצג כשורה של מפזרים נקודתיים, והמודל נכתב ב‑Python. בכל פעם שלהב חוצה את הניצב לקו הראייה של המכ״ם, נוצר בספקטרוגרמה הבזק אנכי שגובהו נקבע מתדר הדופלר של קצה הלהב.
- הבזקי הלהבים מגיעים עד 45 kHz לכל צד של קו הגוף
- הבזק אחד לכל רוטור כל 5.5 עד 6.5 ms
- מסרק קווים ספקטרליים (HERM) לכל רוטור, במרווחים של 155, 164, 170 ו־181 Hz
סימולציות נוספות באתר
שטח חתך מכ״ם (RCS)
פיזור גל מישורי ממטרה, מודל COMSOL
מלכודת מראה מגנטית
מסלול אלקטרון בין שתי עדשות מגנטיות
קליסטרון ושפופרת גל נע
מקורות קרינת מיקרוגל: חללי תהודה, קיבוץ אלומה וגל איטי, מודלי COMSOL
מאיץ IFEL קומפקטי
האצת אלקטרון באונדולטור סלילי בעזרת גל טרה־הרץ, מודל COMSOL
מגנטיות יישומית
מודלים מגנטוסטטיים ב‑COMSOL של אונדולטורים ממגנטים קבועים ומפות שדה מגנטי