
1、准备几何模型:创建滤波器的几何模型,包括导体和介质的几何形状、尺寸和材料参数。可以使用CSTStudioSuite的建模工具创建几何模型,如导入CAD文件、绘制几何体、设置材料属性等。
2、设定仿真设置:设置仿真参数,包括频率范围、仿真类型(如频域仿真或时域仿真)、网格密度等。这些参数需要根据滤波器的工作频率范围和性能要求进行设置。
3、设置边界条件:定义边界条件,如边界类型、边界材料和边界条件的设置值。边界条件用于模拟滤波器与周围环境之间的相互作用,对仿真结果有重要影响。
4、网格划分:对几何模型进行网格划分,生成仿真网格。网格的精细度对仿真结果的准确性和计算效率有影响,需要根据滤波器的尺寸和工作频率进行优化。
5、定义激励:设置激励源,包括激励类型(如电压源或电流源)、激励位置和激励参数(如幅度和相位)。
6、运行仿真:开始运行仿真,计算滤波器的电磁场分布和性能参数。
7、分析仿真结果:分析仿真结果,包括S参数(如S11、S21等)、功率传递损耗、带宽、插入损耗、群延迟等滤波器性能参数。
8、优化设计:根据仿真结果,对滤波器的几何形状、尺寸、材料参数等进行优化,不断改进设计,直到满足设计需求。
幅值绝对不一样,除非是正弦信号这类频谱分量只有一条竖线的信号。一般的信号的频谱分量非常丰富,这些所有的频率分量的幅值叠加起来才是时域里面信号的真实幅值。比如假设有个时域信号的幅值为9,分解到频谱出现4个不同频率的分量F1,F2,F3,F4,这四个分量的幅值之和才是9,单个是不能比的。至于频率,如上所示那肯定是不一样的啦。其实把周期信号时域变换到频域也就是先把一个f为频率的信号分解成很多个各种各样频率的小信号,里面有f1,f2,f3,f4,这些频率有的大于f,有的小于f,然后再画一条f作x轴,幅值作y轴的直角坐标系,把每个小频率对应的幅值画进去。以微带贴片天线为例1.新建设计工程
设置好默认单位,长度单位:mm, 频率单位:GHz
选择求解器:时域求解器
2.设计建模,创建参数化的结构模型
介质层
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辐射单元
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4分之一阻抗变换器
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50Ω微带线
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3.设置要分析的频率范围
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4.设置背景材料和边界条件
背景材料:Normal,
边界条件:open(add space)、open、electric
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5.设置激励方式
波导端口激励
选择端口上的馈线
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6.设置求解器参数&运行仿真分析
查看分析结果
查看天线的实际工作频率
7.优化设计
优化辐射贴片长度和¼波长阻抗变换器宽度,使得天线工作于2.45GHz
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8.波导端口的去嵌入功能及其使用
在使用波导端口时,可以使用Reference plane来设置去嵌入功能(de-embed),来平移端口,给出辐射贴片边缘处的输入阻抗。
首先,在前面的基础上,删除4分之一阻抗变换线
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随后修改50欧姆微带线,让Zmin移动到z=0的位置
设置波导端口的去嵌入功能
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运行仿真器,查看结果
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9.天线输入阻抗和谐振点的分析
天线的工作频点也就是天线的谐振频点,在谐振频点处天线的输入阻抗应该是纯电阻。
结合波导端口的去嵌入设置和Smith圆图结果就可以给出天线的工作频点和输入阻抗。
优化方法:
通过优化设计,优化矩形微带天线的长度,使得天线在中心工作频点输入阻抗虚部等于零。
此时的频率即天线的谐振频率。
再根据得出的输入阻抗计算¼波长阻抗变换器特征阻抗。
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通过优化后得到其在2.45GHz的阻抗,此时虚部约为0
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根据微带线知识,¼波长阻抗变换器特征阻抗sqrt(50*261)=114.2
那么可以使用CST自带的工具,算出微带线的宽度
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然后创建¼波长阻抗变换器的模型,注意修改500欧姆微带线并取消波导端口的去嵌入功能
最后运行仿真器,查看天线的性能。
10.频域求解器设置讨论
频域求解器使用四面体网格的有限元法,**该法处理厚度很薄的导体(例如微带走线),仿真分析效率很低。**在实际中,走线厚度对性能的影响很小,所以为了提高分析效率,在使用频域求解器时,可以使用厚度为零的导体平面代替薄导体
设置频域求解器
用厚度为零的导体平面代替薄导体
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删除MSLine模型
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运行仿真器
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