CST2013设计实例中文教程

CST天线设计和天线阵列设计CST 2013设计示例本设计示例主要介绍和演示了如何使用CST微波工作室模拟天线和天线阵列，从而提供天线、天线阵列的s参数和发射图等远距离性能结果。设计工作中使用的软件版本是CST2013。设计实例介绍了平面天线的设计分析的全过程，介绍了CST微波演播室中阵列天线问题分析的2x2天线阵列的仿真分析过程，具有多种方法。用户可以将单个天线的远场叠加在天线阵列的远场结果上。也可以配置4个相同的天线。各自激励，然后依次分析所有天线，分析结果加在一起。或者，每个天线单元同时激励，仅计算远程结果一次。在开始本教程之前，建议您仔细阅读CST微波工作室入门和CST微波工作室工作流和解决方案概述指南。上述结构由两种不同材料的基板和完整的电导体(PEC)组成。根据当前背景材质设置，根据指定的开放边界条件自动添加，因此无需对空气建模。这将是自动完成的适当模板。使用同轴电路实现补丁的供应。几何图形绘制阶段本教程将指导您逐步构建模型，并提供相关屏幕抓图，使您可以双倍查看您的工作。我想记住在活动中撤消设施，并取消最后的施工阶段。OCreate a New Project发射后的CST工作室软件包您可以进入显示最近打开的项目列表的欢迎屏幕，指定满足要求的最佳应用。开始的最简单方法是配置项目模板，为典型应用程序定义有意义的首选项。因此，在“新建项目”部分中，单击“新建项目”接下来，您需要选择微波炉和无线频率示例应用程序。在本教程中，选择工作流，然后双击其输入。对于贴片天线结构，请选择antennas planar (patch、slot、etc .)time domain solver。最后，选择适用于应用产品的单位。对于贴片天线结构，请选取尺寸，如下所示：Dimensions:毫米频率：GHzTime:Ns对于本教程的特定应用，可以保留其他设置。单击“下一步”按钮后，可以命名项目样板并查看初始设置概要。最后，单击“完成”按钮保存项目模板，然后使用相应的设置创建新项目。CST微波工作室由应用程序中的微波和射频选择自动启动。附注：再次按一下File:New and Recent时，最近定义的范本会显示在专案范本(project templates)区段下。在同一应用程序中单击此模板以进行其他项目时，可以使用有用的首选项启动CST microwave studio。不必每次都定义新样板。现在，具有相应初始设置的软件只需单击相应的模板即可。构建模型时，可以修改项目样板中的所有设置。例如，可以在“单位”对话框中修改单位(Home:SettingsUnits)，也可以选择home : simulation start simulation下拉列表作为求解器类型。设定工作平面的性质下一步通常是将工作平面特性设置为足够大的小控件。结构在一个座标方向上最大延伸60mm，因此工作面大小必须至少设定为100mm。此设置在“选择打开方式”对话框中更改view : visibility working plane working plane properties。在此，我们将使用同一文档中介绍的工作流和解决方案概述文档。在此对话框中，必须将“大小”设置为100(以前在状态栏上显示的毫米数)，将“晶格宽度”设置为2，“单元宽度”设置为0.1，以获得间距适中的栅格。按“确定”按钮确认这些设置。ODraw the Substrate Brick建立平面结构模型的第一个营造阶段通常是定义基础的较低楼层。这样，可以很容易地实现用砖做的板材质。激活砖创建模式Modeling:ShapesBrick。提示定义第一个点时，按键盘键输入坐标以打开下一个对话框。在这种情况下，需要进入具有60mm延伸的横向方向的基板。因为是侧坐标，所以可以用=30，=-30的第一个角和=30，=30的相对角来说明，并且假定砖是以对称的起源为模型的。因此，输入第一点坐标=-30和=-30。在对话框中，按“确定”按钮。然后，您可以重复这些步骤的第二点。1.按标签键2.输入=30，=30。在对话框中，单击确定。现在，您被要求进入砖的高度。您还可以再次按TAB键指定值，然后移至高度0.7并按OK键(很容易确定基板的负方向)。现在，将显示以前输入的概要，然后显示对话框。请仔细检查所有这些设置。如果出现错误，请更改相应输入字段中的值。现在，为了保持组件的默认设置(1)，必须指定有意义名称的砖，例如“名称”字段“基板”。注意：使用不同的组件，可以将多个固体分为特定的组，使单独的材质起作用。但是，在本教程中，可以轻松地扩展到一个面片天线阵列，以便于配置单个面片天线表示。最后，必须定义基板材料。因为材料尚未在记载中定义，所以在材料下拉式清单中，请选取新材料.。在此对话框中，定义新材料名称(例如“基板”)并将其设置为常规介质材料。然后指定材料性质的和多个区域。在这里只需要改变遗传常数2.33。最后，选择一种颜色的层，然后按按钮。在按“确定”按钮之前，对话框应该与上图类似在当前项目中定义的材料基板可以用于创建其他固体。但是，如果要将此特定材料定义为其他料件，您可以将按钮加入至材料资源库。单击以访问此材质数据库modeling : materials material library load from library。也可以通过在“创建砖”对话框中按“确定”按钮来创建基础砖。你的屏幕现在应该看起来像这样： (按空格键可以最大限度地缩小结构)。OModel the Ground Plane下一步是模拟贴片天线的接地平面。由于天线同轴馈电底部的兴奋性，因此在零之前选择的模板不适合将电气边界定义为地面。因此，必须再定义一块金属砖。首先，模型将激活旋转模式，以便view: mouse control rotate。然后，必须双击底部必须处于活动状态的面部选择工具modeling : pickspickpoints，edges or faces来旋转基板的底部面，面部选择应如下所示可视化：现在，可以选择Modeling:ShapesExtrude以挤出选定的面。在此，必须进入新图形的高度和材质创建。在本示例中，接地平面必须具有非零厚度。同轴进给，因为是建模的。在CST微波工作室端口区域，必须至少均匀三纵栅格线。因此，可以选择一个高度为2.1mm、厚度为板厚度3倍的尺寸。转到此值在以下对话框中，从下拉列表中选择PEC材质是金属材质的性能。输入相应的名称(例如接地)，然后使用“确定”按钮确认设置。当前结构如下所示(旋转仍然可以看到顶面):模型贴片天线定义接地平面后，修补天线应在基板的顶面上建模为圆柱形。圆柱体创建模式进入与Modeling:ShapesCylinder基础砖类似的坐标数字，然后按标签键打开以下对话框：此处，基板的面片是对称的，因此进入圆柱体的中心点=0和=0。然后定义半径23.2mm和0.07mm的高度，显示的对话框，显示后按按钮：在跳绳内径的输入对话框中按ESC键，会出现以下对话框，帮助您概括输入参数：选择PEC以指定嵌片设置和砖的有意义的名称。在输入名称字段中，输入补丁程序。再次仔细检查设置，然后更改相应输入字段中的错误。应用确定按钮后，屏幕应显示以下结构：o同轴供应模型最后的建模阶段是同轴馈电天线的激励源构建。此操作引入了工作坐标系(WCS)。由于提要点是非对称圆形面片，因此建议启用本地坐标系Modeling:WCSLocal WCS。定义为同轴供应的局部坐标系是沿正v向上移动的新中心点Modeling:WCSTransform WCS。因此，在下面的对话框中输入值9.2mm。现在，通过构建两个圆柱形状(类似于以前定义的圆形面片)，可以实现设计的同轴饲料。重新启动“tool modeling : shapes cylinder(柱面创建模式)”。首先，输入使用标签键的同轴基板圆柱的值，然后跳过内半径的输入。圆柱具有一个4mm外径和2.1 0.7=2.8mm负w方向延伸。从“材质”下拉列表中，选择以前定义的板材质。确认以下对话框中的设置，然后使用“确定”按钮创建圆柱体。结果为圆柱1: solid1和两个原始形状，固体元件基板和地面：地面1。此处是确定类型的交点造型所必需的。因为将两个衬底材质制作为单个图形更方便，所以将两个图形添加到无线按钮中，然后在“图形相交”对话框中单击“确定”进行确认。第二种情况下，基板气缸必须插入接地平面上的金属材料。在“图形交叉点”窗口中，选择“无线”按钮以插入“高光”，然后再次确认“确定”。在以下屏幕抓图中，可以详细查看模型(使用Ctrl W或View:VisibilityWire Frame切换和禁用线框显示模式)。内部导体是由定义不同圆柱体的PEC材料组成。使用外半径1.12mm，以类似的方式将圆柱体从负w扩展到2.8mm，以定义圆柱体。这次选择PEC将相应的名称(例如材质下拉列表和饲料)定义为圆柱形形状。按“确定”按钮创建圆柱体。注意：在这种情况下，导体形状在正常材质形状(此处定义：板)之后将显示没有形状的相交对话框窗口。这意味着PEC图形将自动插入到相交形成中。有关详细信息，请参阅工作流和解决方案概述指南。所申请的OK按钮的最终模型如下图所示(再次使用ctrl w，or view : visibility wireframe切换和关闭线框显示模式)。一般解析器设定在此点，仅对结构本身建模。现在，确定某些解决方案特定的因素是必需的。s参数计算需要定义输入和输出端口。模拟还需要知道如何在相应的边界终止域。o波导端口定义下一步是向稍后计算反射参数的贴片天线设备添加激励端口。端口模拟连接到织物端口平面的无限同轴波导结构。波导端口将结构无限扩展。水平延伸必须足够大才能复盖相应的模式。相反的是开放端口结构，在这种情况下，是端口范围内明确定义的外部屏蔽导体的同轴波导。因此，定义端口范围最简单的方法是，选定的面部(选择工具modeling : pickkspickpoints，edges or faces)在同轴供应(基板材料)中如下所示(此模型是第一个向下旋转的模型):打开“波导”(simulation : sources and loads waveguide port)对话框以定义端口，如下所示：在这里，你必须选择一些应该被认为是港口的模式。对于简单的同轴端口，只有一个内部导线，通常只对基本透射电子显微镜模式感兴趣。因此，必须保持一种模式的默认设置。要最终创建端口，请验证端口设置和验证按钮。将模型旋转回顶面后，模型应如下所示(再次使用Ctrl W切换线框显示模式和关闭):o定义的频率范围必须在模拟频率范围内选择和照顾。使用单个瞬时解算器或频域解算器(请参见下一章)时，应使用其他注意事项。在此范例中，s参数用于计算2和3 GHz的频率范围。打开“频率范围”对话框(simulation : frequency and boundaries frequency)在按确定按钮之前输入的范围为2到3(千兆赫) (频率单位以前设置为千兆赫，显示在状态栏中):o边界条件计算域只是有限体积，因此是必需的定义边界条件，包括外部空间的影响。选择下一步以打开“边界条件”(simulation : frequency and boundaries boundaries and symmetries)对话框，其中同时显示主视图中当前选取的所有边界条件。地平面与无限实心金属砖一样，设置了电气边界条件。所有其他边界层将设置为打开或打开在其边界平面后面实现自由空间的(添加空间)。自由空间是指电磁场被这些边界吸收，在几乎没有反射的无限空白空间中传播。附注：一般规则，除了外部来源以外，如果最小波长为8/1，则开放边界条件的效果最好。打开(添加空间)已包含此规则，并自动添加了正确背景空间的结构。开放(添加空间)边界条件不应使用，因为它只会增加背景材质的结构，如果有跨越材质的边界平面，则应无限扩展，例如本示例中的板或地面固体。在这种情况下，必须调用开放边界条件。关闭此对话框而不进行任何更改。o定义远距离监视除s参数外，天线设备的主要结果是给定的频率远分布。CST微波工作室中的解决方案提供了确定某些监视将存储指定频域数据的可能性。要打开“监视定义”对话框，请选择“simulation : monitors field monitor :”在此对话框中，必须先在频率域中指定频率监视器，然后才能选择远程字段/RCS。然后按应用按钮保存监视数据。将一台显示器的频率定义为2.