2024年CST仿真实验实验报告

電子科技大學自動化工程學院標准实验报告（试验）課程名称微波技术与天线電子科技大學教务处制表電子科技大學实验报告學生姓名：學号：指导教師：试验地點：试验時间：一、试验室名称：C2-513二、试验项目名称：微波技术与天线CST仿真试验三、试验課時：6課時四、试验目的：1、矩形波导仿真（1）、熟悉CST仿真软件；（2）、可以使用CST仿真软件進行简朴矩形波导的仿真、可以對的设置仿真参数，并學會查當作果和有关参数。2、带销钉T接頭优化（1）、增强CST仿真软件建模能力；（2）、學會使用CST對参数扫描和参数优化功能。3、微带线仿真學习运用CST仿真微带线及微带器件。4、设计如下指標的微带线高下阻抗低通滤波器 截止频率：2GHz 截止频率处衰減：不不小于1dB 带外克制：3.5GHz插入损耗不小于20dB 端口反射系数：<15dB 端口阻抗：50欧姆。五、试验内容：矩形波导仿真（1）、熟悉CST仿真软件的基本操作流程；（2）、可以對矩形波导建模、仿真，并使用CST的時域求解器求解波导場量；（3）、在仿真软件中查看電場、磁場，并可以求解相位常数、端口阻抗等基本参数。2、带销钉T接頭优化（1）、使用CST對带销钉T接頭建模；（2）、使用CST参数优化功能對销钉的位置优化；（3）、通過S参数分析优化效果。3、微带线仿真（1）、基本微带线的建模；（2）、學习微带线的端口及边界条件的设置。4、微带低通滤波器设计（1）、根据参数规定计算滤波器的各项参数；（2）、學习微带滤波器的设计措施；（3）、运用CST软件设计出符合试验规定的微带低通滤波器。六、试验器材（设备、元器件）：计算机、CST软件。七、试验环节：（简述各個试验的试验环节）矩形波导仿真：①.建模：建立矩形波导的模型（86.4mm*43.2mm*200mm）；②.设置端口；③.设置频率：将频率设置為2.17-3.3GHz，仿真高次模的時候将上限频率设置成6GHz；④.仿真；⑤.端口计算，場监视器：得到S11图以及場分布图；⑥.计算β和Zwave参数带销钉T接頭优化：①.建模：建立带销钉T接頭模型；②.设置端口；③.设置边界条件；④.设置频率；④.仿真；⑤.扫参；⑥.优化微带线仿真：①.建模：建立微带线模型；②.设置端口；③.设置边界条件；④.设置频率；④.仿真；⑤.扫参；⑥.优化4、微带低通滤波器设计：①.根据指標选择滤波器阶数；②.确定原型電路；③.确定基本构造；④.在CST中，运用理想元件来验证；⑤.运用CST時域仿真微带线的措施来得到特定阻抗的微带宽度，并通過微带线理论的公式计算特定阻抗的微带長度八、试验成果及分析：1、矩形波导仿真：矩形波导模型及端口图S11参数图f=3時的電場图f=3時的磁場图计算f=5.2時的電場图（高次模）f=5.2時的磁場图（高次模）高次计算2、带销钉T接頭优化：带销钉T接頭模型图及端口图扫参图参数优化图优化後反射系数图3、微带线仿真：模型图特性阻抗曲线图端口電場图端口磁場图4、微带低通滤波器设计：模型图优化前的Sdb图理想原件验证图优化後的Sdb图九、试验結论：1.使用CST對矩形波导進行建模，并求解波导場量（如图1-3~图1-6），在仿真软件中查看電場、磁場，求解相位常数，端口阻抗（等基本参数。2.使用CST對带销钉T接頭建模，使用CST参数优化功能對销钉的位置优化，通過S参数分析优化效果。3.使用CST對带微带线建模，進行微带线的端口及边界条件的设置，使用CST参数优化功能导带宽度進行优化，通過S参数分析优化效果。4.根据参数规定计算滤波器的各项参数，學习微带滤波器的设计措施，运用CST软件设计出符合试验规定的微带低通滤波器。拾、思索題：1、矩形波导仿真：（1）、使用CSTMICROWAVESTUDIO對矩形波导仿真需要几种环节？建模，设置端口，设置频率，仿真，端口计算，場监视器，参数计算（2）、计算3GHz下的相位常数和波导的特性阻抗Z，并同仿真成果比较，填写下表。规定：給出计算和Z的過程。表13GHz波导相位常数与特性阻抗计算值与仿真成果比對相位常数特性阻抗计算值51.2418462.261CST仿真成果51.3421461.357（3）、從仿真的各個模式中，找出TE20模，并給出分析過程。截图給出1端口上的電場分布图和上表面的磁場分布图。電場分布图：磁場分布图：2、带销钉T接頭优化：（1）、在T型接頭优化過程中，调谐螺钉尺寸及位置對于端口反射系数的影响。伴随销钉位置的移動s11参数变化如上（2）、給出你的最佳优化成果（中心频率至少要不不小于-20dB，中心频率任选）。3、微带线仿真：（1）、微带线端口应當怎样设置？观测并贴出你仿真所得的微带线端口的電場和磁場分布图。（2）、调整微带线的特性阻抗到50欧姆，給出你的参扫曲线和最终的微带线尺寸（介電常数，板厚，导带宽度）。介電常数為3.48，板厚為0.762mm，导带宽度為1.753mm4、微带低通滤波器设计：（1）、简述微带低通滤波器的设计环节①.根据指標选择滤波器阶数；②.确定原型電路；③.确定基本构造；④.在CST中，运用理想元件来验证；⑤.运用CST時域仿真微带线的措施来得到特定阻抗的微带宽度，并通過微带线理论的公式计算特定阻抗的微带長度（2）、給出你的最终设计成果，包括尺寸截图和最终优化成果。优化成果拾一、總結及心得体會：通過本试验，简朴掌握了波导以及微带线的仿真操作，并且可以根据详细参数進行建模和参数的优化。在本试验中，每一步参数的设定非常重要，往往錯一小步就导致试验成果的失败，例如在微带线的试验中，基带和微带线的材料选择錯误就导致试验的失败。在本试