CST微波工作室学习笔记（2）
三、CST微波工作室T型波导分析
- T型波导模型结构尺寸如图所示：(in-英寸)
- 需要分析的结果：
分析频率范围：8 ~ 12GHz
该频带内，从波导前侧端口传输到左右两侧端口的信号大小(S参数)
10GHz频点处，波导内部的场分布
下面进行实际操作进行分析：(*￣0￣)
1.新建一个Project：(这里我使用的是创建微波工作室的快捷方式，也可点击New Template进行创建并设置参数，参数后面可以在工作界面改)
2.新建后保存工程，文件名为Tee（可自行修改）：
也可修改设置默认的保存位置，File > Options > Preferences > General settings：
3.设置工作环境
点击 Units 设置单位：
Problem Type 中选择 High Frequency ：
设置背景材料：（设为 PEC —理想导体）
设置工作平面的栅格大小：
这里波导的大小为 4 英寸，所以工作平面总大小 Size 设置为 4 英寸，Width 是每个栅格的宽度设为0.5英寸：
在状态栏可以查看刚刚设置好的一些参数：
4.创建 T 型波导模型
创建一个长方体模型，在 Modeling 下进行操作：
点击后，在工作界面双击鼠标左键，分别对xy平面和沿z方向的平面进行绘制：(先大概绘制，后面可以修改参数)
设置长方体模型的参数。绘制后弹出修改参数的对话框，T 型波导长度为4英寸，X坐标为-2和2；高度为0.4英寸，Y坐标为0和0.4；沿Z方向的宽度为0.9，Z坐标为0和0.9：
在按照前面的方法创建另一个长方体模型，可以参考前面给出的T型波导的尺寸图，得出以下的尺寸，点击 Preview 可以预览创建的模型，后点击 OK ：
修改模型名字：
将两个模型合并
按住 Ctrl 键选择文件 Tee 和 Tee_2，点击 Boolean(布尔运算) 中的 Add ：创建T型波导中被挖空的部分：(和前面步骤相同)
因为和之前创建的模型有重叠部分，在弹出对话框中，选择挖空重叠部分：(按住Ctrl键在点击鼠标左键可以拖动旋转模型，也可点击状态栏中的第三个按钮进行旋转的操作)
7.双击Tee，在对话框中选择子目录下的模型，点击 Edit 可以修改当时设置的参数(这里已设置后无需修改)：
5.定义T型波导端口
在 Simulation 中选择 Picks 进行操作：
鼠标双击其中一个端口：
后点击 Waveguide Port：
默认点击 OK ：
在导航树中的 Ports 下就会显示一个端口：
设置其他端口（和前面步骤一样）：
6.设置条件
设置边界条件：在 Simulation 下的 Boundaries 中设置(电场的切向分量都为0)
设置仿真分析的频域：在 Simulation 下的 Frequency中设置(前面设置工作环境时单位为GHz，因此这里填数字即可)
定义场监视器(观察10GHz频点处，波导内部场的分布)，点击 Field Monitor 进行设置，点击 Apply 在导航树中的 Field Monitor 就会显示一个监视器，后点击 Cancel 而不是 OK
选择仿真器类型，这里选择时域仿真器
7.启动仿真
在 Home 下点击 Setup Solver 或者 在Simulation 下点击也可以
时域求解器的参数设置，激励源设置为从 Port1 输入，后点击 Start 开始仿真
8.仿真分析结果查看
查看 S 参数，在导航树中 1D Results > S-Parameters 中选择（选中文件夹查看3个端口，选中下方其中一个为单独查看）
查看波导端口场的分布，在导航树中 2D/3D Results > Port Modes > Port1 > e1/h1 ：
查看波导内部场的分布，在导航树中 2D/3D Results > E-Field > e-field(f=10)[1]：
查看波导内部场分布的动态分布，右键点击 e-field(f=10)[1] > Animate Fields ，关闭动态在点击一次
四、设计建模基本操作
1.绘图平面和坐标轴
Draw Working Plane —— 显示或隐藏绘图平面
Show Mouse Coordinates —— 显示或隐藏鼠标当前指示的位置
Working Plane Properties —— 设置绘图平面的参数
snap width —— 是用于设置绘图平面的精度，将栅格更细分Axes —— 显示或隐藏坐标轴(打勾时为显示坐标轴)
2.创建模型的基本操作
方法一：
Modeling 命令下选择一个模型（这里选择 Brick ），通过双击鼠标左键在绘图平面上绘制出大致模型，在弹出的 Brick 窗口中精确地修改模型的参数（可自行设置参数）
方法二：
Modeling 命令下选择一个模型（这里选择 Brick ），通过Tab键设置模型的坐标来建立模型
第一次按Tab键，输出坐标：第二次按Tab键：（勾选Relative为相对坐标，否则为绝对坐标）
第三次按Tab键：
此时已经建立了一个新的模型 Brick_2 (可以在对话框中修改参数)：
方法三：
Modeling 命令下选择一个模型（这里选择 Brick ），然后最直接按 Esc 键弹出对话框，修改参数（preview 为预览建立的模型），后点击 OK，即可新建另一个模型
3.导航树和历史树
通过导航树和历史树更改模型的在绘图平面的坐标和尺寸，在导航树中选中要更改的模型
双击选中模型的名字进入到历史树，选中子目录下的 Define brick 直接双击鼠标左键或者点击 Edit 进行修改（这里只能修改模型的坐标和尺寸，不能修改模型的其他属性）
4.更改模型属性
在导航树选中模型名字，点击鼠标右键选择 Rename 可修改模型名字
同样选择 Change Component… 进行模型分组的修改
此时发现 Brick_3 模型在新的分组下
更改模型的材质，选择 Change Material and Color…
这里将模型的材质改为 PEC（理想导体），Vacuum 为真空，点击 OK
5.模型的材质和材料库
调用 CST 中自带的材料库，在 Modeling > Material Library > Load from library
这里选择了 Air 后点击 Load
在导航树的 Materials 目录下新增了 Air 的材料，其他材料可自行添加
若自带的材料库没有，则定义新的材料
在General下进行材料的定义：（其他为导体、色散、温度、机械、密度）
Material name —— 定义材料名字
Type —— 定义材料的类型，常用的有PEC、各向异性、良导体等，这里选 Nomal
Epsilon —— 相对介电常数
Mu —— 相对磁导率
Color —— 材料的颜色
Transparency —— 使用该材料时的透明度
Add to material library —— 勾选为添加到自带库中设置好后点击 OK ，在 Materials 目录下出现自己新定义的材料
新建模型时选择材质
导航树中选中模型，在绘图平面可以查看材质
五、设计建模高级操作
1. 拉伸、旋转和渐变操作
拉伸建模 —— Extrude（模型沿着某一平面拉伸）
旋转建模 —— Rolate（模型沿着某一轴线旋转）
渐变建模 —— Loft（从一个模型到另一个模型的变化）
1. 创建模型
2. 拉伸操作
先选中某一个平面：（有红色小点点的面为选中平面）点击 Modeling > Extrude Face 进行设置：
Height：沿该平面拉伸的长度
Twist：拉伸旋转的角度
Taper：拉伸开口角度此时已经通过拉伸命令创建好了一个新的模型：
3. 旋转操作
创建一个圆柱体：选中圆柱体的上表面：
点击拉伸命令：
要创建旋转轴，点击 OK：
按 Esc 键弹出窗口，设置旋转轴参数后点击OK：
设置旋转生成新的模型参数：
Angle：旋转角度
Height：沿Y轴向上的高度
Radius ratio：旋转的半径的倍数此时新建的一个模型：
4.渐变操作
创建两个圆柱体：选中小圆柱体的下表面和大圆柱体的上表面：（按Ctrl+鼠标左键旋转视图方便选中表面）
选择Loft渐变命令，设置参数：
Smoothness：是光滑度（这里选0.3）此时通过渐变操作生成了一个新的模型：
2. 几何变换
Translate —— 平移操作 （平移模型）
Rotate —— 旋转操作（旋转模型）
Scale —— 按比例缩放操作 （按用户指定的比例缩放模型）
Mirror —— 镜像操作（将模型镜像）
1. Translate（平移变换）
选中模型，在 Modeling > Transform > Translate：在X轴移动了4个单位：（勾选Copy为保留模型，平移后为新建一个模型，可以修改参数）
Repetition factor：移动次数（若勾选Copy，则会生成若干个新的模型）2.Rotate（旋转变换）
Potation angles：沿轴线旋转的角度（这里为沿Y轴旋转60°）
Shape center：打勾为沿模型中心点旋转，也可设置坐标进行旋转3.Scale（按比例缩放操作 ）
Repetition factor：缩放次数
Scale factory：缩放比例（这里为2倍）
因为这里是按照原点坐标进行缩放，所以缩放后的模型坐标是原模型的2倍
如果勾选Shape center，按原模型中心进行缩放Scale uniform：勾选为按比例缩放，不勾选则按照用户定义进行缩放：（Scale Vector为缩放倍数）
4.Mirror（镜像操作）
Repetition factor：镜像次数
Mirror plane normal：设置镜像平面的法线
Mirror plane center：镜像平面中心
Shape center：如果勾选Shape center，按原模型中心进行镜像
这里选择 X = 1 作为法线即在YZ平面镜像，X0 = 1 表示镜像平面 在 X = 1 的位置3. 布尔操作
Add —— 合并操作（两个模型合并成一个模型）
Intersect —— 相交操作（只保留重叠部分，属性与第一个选中的模型相同）
Subtract —— 相减操作（第一个模型减去第二个模型，只保留第一个模型）
Insert —— 插入操作（用后选中的模型裁剪先选中的模型，后选中的模型不变，先选中的模型重叠部分被裁剪）
Imprint —— 映射操作（后选中的模型映射到先选中的模型的表面，后选中的模型不变，先选中的模型被分隔开，两个模型都保留）
1.创建一个球体模型和长方体模型，参数如下：
2.布尔运算——Add（合并操作）
发现合并后模型的材料与长方体模型的材料一致，这是因为刚刚先选中长方体模型，后选中球体，同时也可以修改他的材质：
3.布尔运算——Intersect（相交操作）
保留两个模型的重叠部分，新生成的模型名称为第一个选中时的模型4.布尔运算——Subtract（相减操作）
先选中长方体模型，在点击 Subtract ，在选中球体模型，按回车键：（用先选中的模型减去后选中的模型的重叠部分）：5.布尔运算——Insert（插入操作）
先选中长方体模型，点击 Insert ，在点击球体模型，按回车：（用后选中的模型边框来裁剪先选中的模型）可以发现先选中的长方体模型被裁剪：
5.布尔运算——Imprint（映射操作）
先选中长方体模型，点击 Imprint ，在点击球体模型，按回车：（用重叠部分来隔离先选中模型的表面，后选中的模型保留）6.当在建模时有重叠部分时的设置问题
当建模有重叠时会弹出下面的窗口：None：不进行操作
None to all：都不进行操作
Insert highlighted shape：插入操作，高亮模型=后选中模型
Trim highlight shape：与插入操作相反，高亮模型=先选中模型
Add both shapes：合并操作
Intersect both shapes：相交操作，保留重叠部分
Cut away highlighted：相减操作
4. 掏空操作
Modeling > Shape Tools > Shell Solid and thicken sheet
创建新的模型：
选择模型的前表面和后表面：
先选中长方体模型，Modeling > Shape Tools > Shell Solid and thicken sheet
Direction为保留部分的方向
Inside：保留要挖空内部
Outside：保留要挖空外部
Centered：保留中心向上下各延申一点
具体可以实际操作，这里不一一演示5. 倒直角和倒圆角操作
先选中要倒角的三条边：
到圆角，Modeling > Blend > Blend Edges：
倒直角，Modeling > Blend > Chamfer Edges：
6. 坐标系
全局坐标系
局部坐标系
1. 全局坐标系
2. 局部坐标系
打开局部坐标系：
更改局部坐标系，先选中上表面，在 Align WCS 下选择：
在局部坐标系下新建模型（更方便的新建模型）
7. 模型的导入和导出
和第三方软件交互、导入、导出结构模型
修改导入的第三方软件创建的模型
导出模型（根据不同要求选择）
导入模型
导入的模型不能通过历史树进行更改他的尺寸；先选择某一个平面，在通过Modify Locally > Modify Face…进行修改
这里我没有设置平面所以他不能修改，有兴趣的可以自行操作
