cst软件如何分析天线的远场极化方向图-博天堂登陆

在用cst软件进行仿真设计的过程中，经常需要对某一些参数进行参数化设置，并对这些参数进行仿真对比。这一期，我们介绍下如何分析天线远场方向图的垂直极化和水平极化。

还是借用仿真实例001：圆极化平板天线仿真01。

 

设置监视器

首先我们先确认一下是否添加了远场监视器，因为我们之前的应用模板已经设置好了几个监视器，在界面左侧导航栏，如下图所示：

 

 

 

其中那个farfield（f=1.09）就是已经设置的远场监视器，这里f=1.09是指1.09ghz频率下的远场监视器。

 

用户根据自己需要设置需要观察频点的监视器，可以点击simulation选项卡下的field monitor来添加，如下图所示：

 

 

 

 

cst微波工作室下可以添加的监视器种类很多，之前模板已经设置了f=1.09下的电场e-field、磁场h-field、远场监视器far-field，所以这里我们点cancel，不需要重复设置。

 

分析远场结果

在完成仿真后，我们在导航栏下可以看到farfileds文件夹下，有以下两个文件夹farfield cuts 和farfiled(f=1.09)[1]，如下图所示：

 

其中farfield cuts是为了方便用户，帮助用户选取记录了几个常用的切面远场结果，例如phi=0，就是下图中xoz平面下的theta在各个角度下的结果；phi=90，就是下图中yoz平面下的theta在各个角度下的结果；theta=90，就是下图中xoy平面下的phi在各个角度下的结果。

 

例如，点击phi=0,得到的远场结果，并给出了最大方向性、3db宽度、副瓣等常用的结果，如下图所示：

 

 

我们点击farfiled(f=1.09)[1]文件夹，并点击farfiled plot选项卡下3d的图标，如下图所示：

 

这样我们可以看到三维的远场方向图，如下图所示：

 

左下角的数据显示，天线的方向性系数9.908dbi，辐射效率-0.05839db，总辐射效率-1.340db。在本仿真中辐射效率是指的铜材料的损耗。总辐射效率是除了辐射效率外，还包括端口匹配的回波损耗的总效率。

 

点击farfiled plot选项卡下properties的图标，弹出对话框如下图所示：

 

 

很多时候我们需要将仿真和测试结果进行对比，通常测试得到的是realized gain，我们选择plot mode选项卡将方向性系数directivity改成realized gain，并点击apply，如下图所示：

 

也可以直接在farfield选项卡下直接修改，如下图所示：

 

 

 

我们点击farfiled(f=1.09)[1]文件夹，这时候如上图显示，天线的增益是8.568 db。这是总的远场结果，而默认的分量是球坐标下的theta和phi分量。下面我们通过设置来将垂直极化和水平极化结果显示出来。

 

再回到farfiled plot界面下，选择axes选项卡，坐标系由原来的球坐标spherical改成ludwig3，这里将xoz设置为水平面，yoz设置为垂直面。

 

点击ok，完成设置。这时候，导航栏farfiled(f=1.09)[1]文件夹下如下图所示：

 

我们点击ludwig3 horizontal，可见天线水平极化三维方向图如下图所示：

 

我们点击ludwig3 vertical，可见天线垂直极化三维方向图如下图所示：

 

如果想得到二维的结果，我们可以进行设置，如下图所示：

 

 

phi=90切面下，分别点击ludwig3 horizontal和ludwig3 vertical，得到主极化和交叉极化的2d方向图，如下图所示

 

 

phi=0切面下，分别点击ludwig3 horizontal和ludwig3 vertical，得到主极化和交叉极化的2d方向图，如下图所示

 

 

farfiled plot properties有大量的可以设置的选项，后续根据需要会逐步讲到，这里就不展开介绍了，读者也可以点击help查看说明。

 

小结

本期主要介绍了如何分析远场方向图的水平极化和垂直极化的方法。这里只是其中很小一部分。如圆极化、轴比、相位中心，远场源导出等都会在后续内容中介绍。

不同的版本可能会有点不同，在操作中如有问题可在文后或者后台留言。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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