• CST软件基本操作—3


    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
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    辐射单元
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    4分之一阻抗变换器
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    50Ω微带线
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    3.设置要分析的频率范围

     

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    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

     

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    5.设置激励方式

    波导端口激励
    选择端口上的馈线
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    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
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    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。

    1. 首先,在前面的基础上,删除4分之一阻抗变换线
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    2. 随后修改50欧姆微带线,让Zmin移动到z=0的位置
    3. 设置波导端口的去嵌入功能
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    4. 运行仿真器,查看结果
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    9.天线输入阻抗和谐振点的分析

    1. 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。
    2. 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。
    3. 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。
    

     

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    通过优化后得到其在2.45GHz的阻抗,此时虚部约为0
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    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
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    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

    1. 设置频域求解器
    2. 用厚度为零的导体平面代替薄导体
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    3. 删除MSLine模型
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    4. 运行仿真器
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