5g毫米波阵列天线仿真-博天堂登陆

之前写过一期关于阵列天线怎么获取cdf:

仿真实例014：5g毫米波阵列天线仿真——cdf计算

 

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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