以微带贴片天线为例
1.新建设计工程
- 设置好默认单位,长度单位:mm, 频率单位:GHz
- 选择求解器:时域求解器
2.设计建模,创建参数化的结构模型
介质层
辐射单元
4分之一阻抗变换器
50Ω微带线
3.设置要分析的频率范围
4.设置背景材料和边界条件
- 背景材料:Normal,
- 边界条件:open(add space)、open、electric
5.设置激励方式
波导端口激励
选择端口上的馈线
6.设置求解器参数&运行仿真分析
查看分析结果
- 查看天线的实际工作频率
7.优化设计
优化辐射贴片长度和¼波长阻抗变换器宽度,使得天线工作于2.45GHz
8.波导端口的去嵌入功能及其使用
在使用波导端口时,可以使用Reference plane来设置去嵌入功能(de-embed),来平移端口,给出辐射贴片边缘处的输入阻抗。
- 首先,在前面的基础上,删除4分之一阻抗变换线
- 随后修改50欧姆微带线,让Zmin移动到z=0的位置
- 设置波导端口的去嵌入功能
- 运行仿真器,查看结果
9.天线输入阻抗和谐振点的分析
- 天线的工作频点也就是天线的谐振频点,在谐振频点处天线的输入阻抗应该是纯电阻。
- 结合波导端口的去嵌入设置和Smith圆图结果就可以给出天线的工作频点和输入阻抗。
- 优化方法:
通过优化设计,优化矩形微带天线的长度,使得天线在中心工作频点输入阻抗虚部等于零。
此时的频率即天线的谐振频率。
再根据得出的输入阻抗计算¼波长阻抗变换器特征阻抗。
根据微带线知识,¼波长阻抗变换器特征阻抗sqrt(50*261)=114.2
那么可以使用CST自带的工具,算出微带线的宽度
然后创建¼波长阻抗变换器的模型,注意修改500欧姆微带线并取消波导端口的去嵌入功能
最后运行仿真器,查看天线的性能。
10.频域求解器设置讨论
频域求解器使用四面体网格的有限元法,**该法处理厚度很薄的导体(例如微带走线),仿真分析效率很低。**在实际中,走线厚度对性能的影响很小,所以为了提高分析效率,在使用频域求解器时,可以使用厚度为零的导体平面代替薄导体
- 设置频域求解器
- 用厚度为零的导体平面代替薄导体
- 删除MSLine模型
- 运行仿真器