之前写过一期关于阵列天线怎么获取cdf:
文中末尾提到了也可以通过powerflow功率密度推导,这期我们就以同样的模型,演示另一种获取cdf的方法。
step 1. 仿真得到全s参数
天线s参数显示工作频段为n257的26.5ghz-29.5ghz毫米波。
单端口的远场显示均匀主瓣向上。
step 2. 定义激励参数
这次我们直接定义一个参数”theta”,初始值为30,然后用后处理2d and 3d field results -> combine results ,定义振幅和相位。这里为了和之前文章介绍的方法结果一致,所以振幅都为1,只用theta控制相位。(遮盖部分是sind(theta))
这里就得到一个定向的远场波束。
step 3. 计算total scan pattern (tsp)
这步和上次方法1的从farfield result里面拿增益形式的tsp不同,这里我们用远场包络叠加得到远场形式的tsp。用后处理farfield and antenna properties -> calculate farfield envelope,然后add to list, results选刚才的波束。一定要勾选“include existing envelope pattern in comparison”, 才能叠加起来算tsp。角度采样用1,点ok生成后处理即可。
step 4. 扫描波束
和之前一样,还是需要后处理参数扫描theta或phi,这是为了得到若干个波束来算tsp。还是注意这里用的是扫描后处理而已。我们用简单五个theta角度。
step 5. tsp的功率形式
这一步我们要对远场包络进行处理,就是本方法的重点了,振幅放大(4*pi)^0.5倍,或者是sqrt(4*pi),等下解释公式。用mix farfield results,然后add to list, 结果选刚才的叠加包络,确定一下theta是z方向,phi 是x方向。
给这个功率形式的tsp起个名字,就叫eirp了,角度采样还是1,点ok。
单独运行这个后处理,则得到叫eirp的远场,power flow的形式。
step 6. 计算cdf
最后一步和方法一基本一样,就是远场结果处理。和上次用realized gain不同,这里方法二我们选power pattern,也就是通过功率密度计算eirp。
运行该后处理就可以得到cdf了。曲线和方法一一致,但是仔细看横坐标有所差别,
这是因为上一篇的方法最后调整x轴坐标略有不严谨,随意加上了10(而且文章中笔误10dbw写成了10dbm)。实际上我们有四个端口激励,振幅都是1的话,总功率就是0.5wx4=2w=3.01dbw, 所以其实横坐标移动3.01就对了。
所以两个方法结果是一致的!你喜欢哪个?
最后总结
1. 本文方法的优势是自动考虑了输入的功率,无需之前方法一的最后步骤--- 横坐标的手动调整。
2. 本文方法原理就是,1w激励的全向天线在1米处的功率密度为1/4pi (w/m^2),所以当我们计算出远场,然后把场强放大sqrt(4pi)倍(等于包络的功率加上11dbw),得出的就是eirp了,最后计算cdf时把参考距离设1米就ok了。
(内容、图片来源:cst仿真专家之路公众号,侵删)
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