CST微波工作室学习笔记(5)
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
输入阻抗:73.2Ω
方向系数:2.15dB
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
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
2.创建模型
3.设置离散端口的激励方式
设置处两个点:
4.检查工作环境
5.仿真分析
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):
6.设置远区场
设置完场监视器后,再一次运行仿真
7.史密斯圆图分析
特性阻抗是73.2Ω:
8.电压驻波比分析
9.天线方向图
方向图类型:
查看二维方向图,在Farfield Plot 可以设置相应的截面:
10.天线模型叠加到方向图
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:
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
理论分析
基模和次低次模分别是TM010模和TE111模
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
2.设置工作环境
3.创建模型
4.运行仿真
5.仿真分析
6.查看场分布
十四、波导魔T
1.设置工作环境
1.设置单位
2.背景材料
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
通过左右旋转生成左臂和右臂,在生成前臂:
3.设置波导端口
4.设置条件
5.求解器设置
6.场监视器
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:
8.仿真分析
9.保存动态图