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cst的mimo系统与环境分析 -和记娱乐怡情博娱188

来源: | 作者:thinks | 发布时间: 2023-10-16 | 785 次浏览 | 分享到:

我们拿自带案例的毫米波天线阵列来演示2022版本中a求解器的新功能,信道冲击响应(channel impulse response)。

 

cst的mimo系统与环境分析 --- 信道冲击响应cir,混合tlm a求解器 

                           

文件保存,新开一个原理图的cst文件:

 

cst的mimo系统与环境分析 --- 信道冲击响应cir,混合tlm a求解器 

 

将天线模型cst文件拖拽进原理图,然后用克隆模型克隆一份:

 

cst的mimo系统与环境分析 --- 信道冲击响应cir,混合tlm a求解器 

 

再拖拽进来一个cst文件,作为环境结构,这里我们就用一片pec板作为环境。实际的模型可以是墙,房间,工厂,楼什么的。

 

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进入assembly装配界面,调整天线相对位置,板的位置。

 

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大概位置如下:

 

cst的mimo系统与环境分析 --- 信道冲击响应cir,混合tlm a求解器 

 

所以这里我们仿真的就是这种简单的两天线之间,直接和间接的通信环境:


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位置摆好后,我们就可以建立混合求解了。选择hybrid任务:

 

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第一个先选环境,点击pec板的模块,点击3dmodel,模块变橙色,点击createsimulation project.

 

 

 cst的mimo系统与环境分析 --- 信道冲击响应cir,混合tlm a求解器

 

cst的mimo系统与环境分析 --- 信道冲击响应cir,混合tlm a求解器 

 

第二个开始都是选激励源,点击天线的模块,点击3dmodel,模块变橙色,点击create simulation project.

 

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第三个选激励源,点击天线的克隆模块,点击3dmodel,模块变橙色,点击create simulation project.

 

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第四个选激励源,直接按esc结束:

  

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用远场源,一个频点:

 

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这样三个子任务就生成了,在环境项目中,两个场源标志:

 

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若要观察远场,需要求解器中开启远场计算并定义球形的扫描角:

 

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然后场源设置的地方,查看激励。这里两个天线都分别是四个端口:

 

天线1:ffs1,ffs2,ffs3,ffs4

天线2:ffs5,ffs6,ffs7,ffs8

 

由于还未开始仿真,a求解器只显示一个ffs场源作为表示。这里我们就看天线1发出的射线(rays)。下方开启计算天线耦合(f参数)和信道仿真(channel):

 

cst的mimo系统与环境分析 --- 信道冲击响应cir,混合tlm a求解器 

 

主项目中update开始仿真。

 

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仿真结束后,查看a求解器的结果:

 

1. 射线图 

 

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这个射线图就是天线1端口1的了,可回到求解器确定8个端口都有了:

 

 

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2. f参数:

以天线1的端口1为例,可见传到天线2的信号在-30db左右。

 

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3. 信道参数 --- 发射角(aod)和接收角(aoa)

这个角是球坐标theta和phi, 所以按我们计划的天线1到天线2这样的位置,如果是直接发射过去的话,信号相当于是从theta=90、phi=270的位置(-y)出发(aoa),朝theta=90、phi=90的方向(y )去(aod):

 

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查看aoa结果,可见phi发射角是270度和259度,没错,259就是被环境反射的第二个信号了:

 

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查看aod结果,可见phi接收角是90度和101度,没错,101度就是对应第二个信号反射后的接收方向:

 

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由幅度可知,本案例的反射信号比直接的信号要强,但这说明不了什么,更重要的是看不同信道抵达的信号之间的时间差和相位差,看是建设性干涉还是破坏性干涉,这才是影响我们信号质量的关键。

 

4. 信道参数 --- 脉冲响应

 

脉冲响应结果就是时间差和相位差:

 

 

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可见两个路径差了0.02纳秒,相位差是90多度,不算多径增强或抵消吧。这就要看数字信号的具体需求了。

 

 

5. 信道参数--- 平均延迟和延迟拓展:

 

平均延时是1.01左右,是响应结果的加权平均;延迟拓展是多路径的延时发散程度:


cst的mimo系统与环境分析 --- 信道冲击响应cir,混合tlm a求解器 

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详细公式见帮助文档。

 

 

6. 远场

 

下面我们看远场和波束扫描,其实这里就没什么特别的了,和之前写过的波束扫描案例一样,有了远场,可以combine result合并,想要什么激励振幅相位就用。

 

cst的mimo系统与环境分析 --- 信道冲击响应cir,混合tlm a求解器 

 

 

比如天线1全相同激励:

 

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天线1相位差激励:

 

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这个波束是朝向pec板的,我知道一定有人会问,不应该反射指向天线2的方向吗?怎么透过去pec板了?因为我们看的是空旷的远场,或者说因为pec不够大,所以这种结果很正常。

 

另外,求解器中可以设置分组,这样信道分析的结果就是分组好的,方便研究mimo:

 

 

cst的mimo系统与环境分析 --- 信道冲击响应cir,混合tlm a求解器 

 

 

cst的mimo系统与环境分析 --- 信道冲击响应cir,混合tlm a求解器 

 

 

肯定还有人要问了,我们可以用不同的波束计算信道么?可以,但是本案例不行。因为信道分析是场源之间的耦合分析,所以后处理的波束远场不能直接计算信道。倒是可以把阵列天线本身的波束算好,再作为场源拿过来计算信道。

 

那肯定还有人要问了,a求解器不是可以设置同时激励吗?同时激励的波束不能作为场源吗?如果选了同时激励,信道分析就不能选了哦。总之用场源就对了。

 

 

 

小结:

 

1.     阵列天线的混合求解流程很多,本案例只是最基本的一种,用于演示信道分析功能而已。其他的流程比如i求解器、天线阵列任务、或者手动场源建立,都是可以算是阵列天线的混合求解。

2.     要区分信道分析和波束扫描,一个是场源耦合分析,一个是远场后处理分析。

3.     a求解器看远场需要扫描观测角。

4.     相似的案例是工厂的5g信号覆盖,这个模型有机会再介绍,模型很大很详细,详细到办公桌上的电脑键盘细节都有,这种a求解器可以仿真。

 

cst的mimo系统与环境分析 --- 信道冲击响应cir,混合tlm a求解器 

 

(内容、图片来源:cst仿真专家之路公众号,侵删)

 

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