十二、天線設(shè)計(jì)實(shí)例分析

半波偶極子天線

一種結(jié)構(gòu)簡單的基本線天線，由兩根直徑和長度都相等的直導(dǎo)線組成，每根導(dǎo)線的長度為1/4波長，導(dǎo)線的直徑遠(yuǎn)小于工作波長；在中間的兩個端點(diǎn)上由等幅反相的電壓激勵

輸入阻抗：73.2Ω

方向系數(shù)：2.15dB

天線結(jié)構(gòu)要求

工作波長：lambda=100mm

天線臂半徑：rad=0.005*lambda

單根天線臂長度：length=0.25*lambda

天線臂間距：dis=1mm

CST設(shè)計(jì)

借助于設(shè)計(jì)模板新建工程（重點(diǎn)）

背景材料：Normal(真空)

求解器：時域求解器

分析的頻率范圍：2GHz ~ 4GHz

邊界條件：open(add space)

激勵：離散端口(Discrete Port)（重點(diǎn)）

場監(jiān)視器：遠(yuǎn)區(qū)場（重點(diǎn)）

實(shí)例操作

1.新建工程

使用模板就已經(jīng)設(shè)置好了背景材料和邊界條件，不需要進(jìn)行設(shè)置

2.創(chuàng)建半波偶極子天線模型

1.定義變量參數(shù)

2.創(chuàng)建模型

3.設(shè)置離散端口的激勵方式

設(shè)置處兩個點(diǎn)：

4.檢查工作環(huán)境

5.仿真分析

天線的諧振頻率在2.724GHz，可以通過對變量 length 進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)使天線的諧振頻率在3GHz（這里不進(jìn)行操作）：

6.設(shè)置遠(yuǎn)區(qū)場

設(shè)置完場監(jiān)視器后，再一次運(yùn)行仿真

7.史密斯圓圖分析

特性阻抗是73.2Ω：

8.電壓駐波比分析

9.天線方向圖

方向圖類型：

查看二維方向圖，在Farfield Plot 可以設(shè)置相應(yīng)的截面：

10.天線模型疊加到方向圖

十三、諧振腔體分析

圓柱形腔體諧振器

微波腔體諧振器是由導(dǎo)體制成的封閉腔體，電磁波在腔體內(nèi)連續(xù)反射，如果頻率和模式合適，會產(chǎn)生駐波，發(fā)生諧振現(xiàn)象

微波諧振器的主要參數(shù)：諧振頻率/諧振波長，品質(zhì)因數(shù)Q

分析圖中圓柱形腔體諧振器，當(dāng)l=a時，TM010是最低次模，TM111是次低次模，且二者的諧振波長分別為：

設(shè)計(jì)模型

半徑為15mm，高度為15mm的圓柱形腔體

腔體外殼為金屬鋁（電導(dǎo)率：3.56*10的七次方 S/m）

分析該腔體內(nèi)的基模和次低次模

理論分析

基模和次低次模分別是TM010模和TE111模

工作環(huán)境

調(diào)用設(shè)計(jì)模板創(chuàng)建新的設(shè)計(jì)

背景材料：PEC

邊界條件：電邊界

求解器：本征模求解器（Eigenmode Solver）

分析頻率范圍：0 ~ 15GHz

分析結(jié)果

各模式的諧振頻率

各模式的場分布

各模式的品質(zhì)因數(shù)Q

實(shí)例操作

1.新建工程

2.設(shè)置工作環(huán)境

3.創(chuàng)建模型

4.運(yùn)行仿真

5.仿真分析

6.查看場分布

十四、波導(dǎo)魔T

1.設(shè)置工作環(huán)境

1.設(shè)置單位

2.背景材料

2.創(chuàng)建物體模型

X方向的長度為30，Y方向長度75，Z方向?yàn)?0

通過左右旋轉(zhuǎn)生成左臂和右臂，在生成前臂：

3.設(shè)置波導(dǎo)端口

4.設(shè)置條件

5.求解器設(shè)置

6.場監(jiān)視器

7.設(shè)置端口激勵

分別設(shè)置Port1和Port3為激勵源，每設(shè)置一次就仿真一次：

8.仿真分析

9.保存動態(tài)圖