CST軟件基本操作—3

CST 

以微帶貼片天線為例

1.新建設計工程

• 設置好默認單位，長度單位：mm， 頻率單位：GHz
• 選擇求解器：時域求解器

2.設計建模，創建參數化的結構模型

介質層

輻射單元

4分之一阻抗變換器

50Ω微帶線

3.設置要分析的頻率范圍

 

 

4.設置背景材料和邊界條件

• 背景材料：Normal，
• 邊界條件：open（add space）、open、electric

 

5.設置激勵方式

波導端口激勵
選擇端口上的饋線

6.設置求解器參數&運行仿真分析

查看分析結果

• 查看天線的實際工作頻率

7.優化設計

優化輻射貼片長度和¼波長阻抗變換器寬度，使得天線工作於2.45GHz

8.波導端口的去嵌入功能及其使用

在使用波導端口時，可以使用Reference plane來設置去嵌入功能（de-embed），來平移端口，給出輻射貼片邊緣處的輸入阻抗。

1. 首先，在前面的基礎上，刪除4分之一阻抗變換線
   
2. 隨后修改50歐姆微帶線，讓Zmin移動到z=0的位置
3. 設置波導端口的去嵌入功能
   
4. 運行仿真器，查看結果
   

9.天線輸入阻抗和諧振點的分析

1. 天線的工作頻點也就是天線的諧振頻點，在諧振頻點處天線的輸入阻抗應該是純電阻。
2. 結合波導端口的去嵌入設置和Smith圓圖結果就可以給出天線的工作頻點和輸入阻抗。
3. 優化方法：

通過優化設計，優化矩形微帶天線的長度，使得天線在中心工作頻點輸入阻抗虛部等於零。 此時的頻率即天線的諧振頻率。 再根據得出的輸入阻抗計算¼波長阻抗變換器特征阻抗。 

 

通過優化后得到其在2.45GHz的阻抗，此時虛部約為0

根據微帶線知識，¼波長阻抗變換器特征阻抗sqrt(50*261)=114.2
那么可以使用CST自帶的工具，算出微帶線的寬度

然后創建¼波長阻抗變換器的模型， 注意修改500歐姆微帶線並取消波導端口的去嵌入功能
最后運行仿真器，查看天線的性能。

 

10.頻域求解器設置討論

頻域求解器使用四面體網格的有限元法，**該法處理厚度很薄的導體（例如微帶走線），仿真分析效率很低。**在實際中，走線厚度對性能的影響很小，所以為了提高分析效率，在使用頻域求解器時，可以使用厚度為零的導體平面代替薄導體

1. 設置頻域求解器
2. 用厚度為零的導體平面代替薄導體
   
   
3. 刪除MSLine模型
   
4. 運行仿真器