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圆极化平板天线仿真02【cst软件仿真实例】-和记娱乐怡情博娱188

来源: | 作者:thinks | 发布时间: 2023-09-22 | 17 次浏览 | 分享到:

本期继续完成一款圆极化patch天线的仿真实例。读者可以完整的了解到怎么用cst微波工作室,完成对一款天线建模、设置到仿真分析的完整过程。

上面几期中我们介绍一些天线仿真相关的常见faq,也都是和这个仿真案例相关的。

faq 001:如何进行时域自适应网格设置

faq 002:如何进行参数化扫描

faq 003:如何分析天线的远场极化方向图

本期中,我们要设计的圆极化天线尺寸如下图所示:


 

 


本期内容是接着上期部分开始。首先先完成仿真实例001:圆极化平板天线仿真01,如下图所示:


 


我们在该仿真基础上进行修改模型。最终的建模如下图所示:


 

修改材料

 

因为之前用的是copper铜,这里我们用的材料是aluminium 铝,我们需要先在材料库中替换材料。


 

 


选中原来的材料copper(pure),点击load from materail library并从材料库选择替换的材料aluminium 铝,如下图所示:


 


这时候材料库里,多了一个aluminum,如下图所示:


 


并将之前选中的三个部件feedgndpatch都更改为了铝材。在实际操作中,用户也可以先load需要用到的材料材料,然后将需要更改的components直接拖拽至需要的材料里,就可以完成材料更改。

 

建模

 

点击modeling选项卡下局部坐标系的align wcs按钮,如下图所示:

 


在窗口内直接点击需要放置局部坐标系的一条边,双击鼠标,如下图所示:


 


点击brick,创建一个vacuum材料的需要切除的9mm*9mm*1mm的小方块,坐标和相对关系如下图所示:


 


点击ok,再选择cut away highlighted shape,如下图所示:


 


切除好的一边,如下图所示:


 


使用相同方法,切除另外一边,取消局部坐标系,完成后的模型,如下图所示:  

  

 

 


patch的长和宽都按上文中的尺寸,改成116.5mm,w和l是之前一篇文章中都设置好的参数,如下图所示:


 


更改了参数后,此时窗口内提示点击f7后更新模型,更新好的模型如下图所示:


 


点击modeling选项卡下局部坐标系的align wcs按钮,如下图所示:


 


在窗口内patch上双击鼠标,创建局部坐标系。再点击圆柱cylinder,创建support模型,尺寸和材料,如下图所示:


 


再将局部坐标系改到圆柱support的顶端,如下图所示:


 


再点击modeling选项卡下的cylinder,创建圆盘hat,如下图所示:


 


再将局部坐标系改到patch的一个角上,如下图所示:


 


旋转局部坐标系,如下图所示:


 

 

 


我们要建模一段宽度2mm,厚度1mm,长度21mm的trace,可用以下方法:


 

 

 


选中刚才创建的line,按下图设置line,如下图所示:


 


完成第一段21mm*2mm*1mm的传输线建模后,我们将局部坐标系移动到线段的头部位置,转动局部坐标系(shift v)(shift u),将u轴,v轴,沿着建模线段的方向,如下图所示:


 


复上述的方法,再创建2段线段,尺寸分别是10mm*18mm*1mm和39mm*2mm*1mm。


 

 


点击local wcs,取消局部坐标系,此时模型如下图所示:


 

 


选中传输线的端点,如下图所示:


 


坐标为p1(x,y,z) 8.752525,-107.747475,11,我们将之前设置好的馈电处的参数,feedx和feedy改为8.752525和-107.747475。如下图所示:


 


改了参数后,此时窗口内提示点击f7后更新模型,更新好的模型如下图所示:


 

启动仿真

 

首先进入全局网格设置,点击六面体网格hexahedral,如下图所示:


 

 


40万网格,这里我们不对网格做更改,具体收敛性操作见faq 001:如何进行时域自适应网格设置

点击start simulation,开始仿真,如下图所示:

 

 


我们看到这样一个1.1ghz的圆极化天线,40万网格,用时域求解器仿真的时间是155s。

 

分析结果

 

导航栏下点击1d resultss-paprmeters,如下图所示:


 


post-processing下点击caculate vswr,也可以勾选always caculate,如下图所示:


 


导航栏下点击1d resultsvswr,调整显示范围后,如下图所示:


 


导航栏下点击farfieldsfarfiled(f=1.09)[1],如下图所示:

 


天线远场方向图,如下图所示:


 


点击farfield plot 选项卡下的 circular directional,如下图所示:


 


再点击farfieldsfarfiled(f=1.09)[1]left polazation,此时左旋圆极化的方向图,如下图所示:

 

 


再点击farfieldsfarfiled(f=1.09)[1]right polazation,此时右旋圆极化的方向图,如下图所示:

 

 


除了远场方向图可以看出这次建模仿真的天线工作再右旋圆极化外,还可以看2d resultse-fielde-field(f=1.09)[1],再点击smart scaling,如下图所示:


 

 


点击animate fields后,动态图如下图所示:


 

 

小结

本期完成了仿真001案例,圆极化天线完整的建模和仿真过程。如有问题可在文后留言,如果需要仿真文件的可在文后留下邮箱地址,可以把本次仿真的cst2018版本的文件发送给读者。

 

笔者根据大家的关注热点进行选择性的发布主题。希望和大家共同探索cst软件的仿真世界,欢迎关注转发分享。

 

(内容、图片来源:cst仿真专家之路公众号,侵删)

 

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