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CST微波工作室学习笔记(5)

 呵呵我的鸡 2021-10-07

十二、天线设计实例分析

半波偶极子天线

一种结构简单的基本线天线,由两根直径和长度都相等的直导线组成,每根导线的长度为1/4波长,导线的直径远小于工作波长;在中间的两个端点上由等幅反相的电压激励

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输入阻抗:73.2Ω

方向系数:2.15dB

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天线结构要求

工作波长:lambda=100mm

天线臂半径:rad=0.005*lambda

单根天线臂长度:length=0.25*lambda

天线臂间距:dis=1mm

CST设计

借助于设计模板新建工程(重点)

背景材料:Normal(真空)

求解器:时域求解器

分析的频率范围:2GHz ~ 4GHz

边界条件:open(add space)

激励:离散端口(Discrete Port)(重点)

场监视器:远区场(重点)

实例操作

1.新建工程

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使用模板就已经设置好了背景材料和边界条件,不需要进行设置

2.创建半波偶极子天线模型

1.定义变量参数

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2.创建模型

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3.设置离散端口的激励方式

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设置处两个点:

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4.检查工作环境

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5.仿真分析

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天线的谐振频率在2.724GHz,可以通过对变量 length 进行优化设计使天线的谐振频率在3GHz(这里不进行操作):

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6.设置远区场

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设置完场监视器后,再一次运行仿真

7.史密斯圆图分析

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特性阻抗是73.2Ω:

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8.电压驻波比分析

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9.天线方向图

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方向图类型:

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查看二维方向图,在Farfield Plot 可以设置相应的截面:

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10.天线模型叠加到方向图

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十三、谐振腔体分析

圆柱形腔体谐振器

微波腔体谐振器是由导体制成的封闭腔体,电磁波在腔体内连续反射,如果频率和模式合适,会产生驻波,发生谐振现象

微波谐振器的主要参数:谐振频率/谐振波长,品质因数Q

分析图中圆柱形腔体谐振器,当l=a时,TM010是最低次模,TM111是次低次模,且二者的谐振波长分别为:

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设计模型

半径为15mm,高度为15mm的圆柱形腔体

腔体外壳为金属铝(电导率:3.56*10的七次方 S/m)

分析该腔体内的基模和次低次模

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理论分析

基模和次低次模分别是TM010模和TE111模

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工作环境

调用设计模板创建新的设计

背景材料:PEC

边界条件:电边界

求解器:本征模求解器(Eigenmode Solver)

分析频率范围:0 ~ 15GHz

分析结果

各模式的谐振频率

各模式的场分布

各模式的品质因数Q

实例操作

1.新建工程

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2.设置工作环境

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3.创建模型

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4.运行仿真

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5.仿真分析

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6.查看场分布

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十四、波导魔T

1.设置工作环境

1.设置单位

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2.背景材料

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2.创建物体模型

X方向的长度为30,Y方向长度75,Z方向为50

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通过左右旋转生成左臂和右臂,在生成前臂:

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3.设置波导端口

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4.设置条件

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5.求解器设置

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6.场监视器

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7.设置端口激励

分别设置Port1和Port3为激励源,每设置一次就仿真一次:

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8.仿真分析

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9.保存动态图

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