圆极化平板天线仿真02【cst软件仿真实例】-博天堂登陆

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：  

将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：

共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：

再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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