CST微波工作室学习笔记—12.同轴线仿真分析和优化设计

CST微波工作室_同轴线仿真分析和优化设计实例

同轴线开路负载结构模型

  • 外径:2mm,内径:0.86mm
  • 水平支路:12mm,垂直支路:6mm
  • 填充介质:空气(air)
  • 初始结构:水平支路内径长度11mm
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设计要求

  • 找出水平支路内径的准确长度值,使得在13GHz时,端口1为开路状态

问题分析

  • 在13GHz时,端口1为开路,即端口1为全反射,就是S11约为1或者S21最小
  • 首先创建初始结构模型,分析模型的S11和S12性能
  • 定义变量Length表示同轴线内芯长度,使用参数扫描分析给出S11和S21随变量变化的关系
  • 优化设计,构造目标函数,S21最小值位于13GHz

查看最后分析结果

  • 定义场监视器:工作频率—13GHz,电磁磁场
  • 查看分析结果:宽频带内的S参数,13GHz处的模型内部的场分布

实例分析

1.新建工程

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2.设置工作环境

1. 设置单位
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2. 设置背景材料
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3.构建模型

1. 创建同轴线外部结构
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创建局部坐标来构建同轴线的垂直部分:
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选中两个表面(Ctrl+W切换模型显示方式):
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此时就创建了一个局部坐标:
CST微波工作室学习笔记—12.同轴线仿真分析和优化设计_第11张图片继续创建圆柱体模型:
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此时就创建好了同轴线的外部结构:
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2.创建同轴线内部结构
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将内部结构用布尔运算中的Add合并:
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4.设置边界条件

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5.设置端口激励

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选择默认选项就可以:

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同样方法设置第二个端口激励:
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6.选择求解器和频率范围

1.选择求解器
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2.选择频率范围
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7.运行仿真设置

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选择 是 保留细化的网格:
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8.仿真分析

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选中S1,2曲线:
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此时发现频率在12.888GHz时负载开路,与13GHz有一定误差,因此要优化设计:
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9.参数扫描分析

1.定义参数变量
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2.参数扫描分析设置
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3.S参数分析
可见在长度为4.6 ~ 5.2间,13GHz处有最小点:
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10.优化设计

1.构造目标函数
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Weight不影响仿真结果,可以任意设置:
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大概一分钟左右仿真结束,可见 length = 4.96296 时近似满足13GHz频点处负载为开路:
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这里将 length 变量改为 4.96,更新模型(F7)即可:
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11.器件在13GHz频点处的场分布

1.定义场监视器
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2.仿真分析
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电场分布:
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磁场分布:
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可以查看动态分布的表面电流:
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