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天線---CST應(yīng)用

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在無(wú)線通訊方面，天線的設(shè)計(jì)和應(yīng)用需要高性能的模擬仿真技術(shù)。這些天線通常結(jié)構(gòu)復(fù)雜且電長(zhǎng)度大。此外，在自由空間中的輻射仿真要求相當(dāng)?shù)木_度。

CST微波工作室(CST MICROWAVE STUDIO®)可用于各類天線及天線系統(tǒng)的仿真和設(shè)計(jì)。它包括微帶、波導(dǎo)和螺旋天線。程序提供包括三維或二維（直角坐標(biāo)和極坐標(biāo)）近場(chǎng)場(chǎng)圖、遠(yuǎn)區(qū)方向圖、增益和輻射吸收率等結(jié)果。

以下為各種天線的計(jì)算實(shí)例：

陣列天線
cst　
不單單只是陣列： CST微波工作室提供多種計(jì)算天線陣列的可能性。最精確的方法自然是直接計(jì)算整個(gè)天線結(jié)構(gòu)或它盡可能大的部分，因?yàn)樗阉邢噜彽奶炀�單元間的影響也一并考慮進(jìn)去了。這種方法通常使計(jì)算量大大增加。不過(guò)，對(duì)于CST微波工作室所采用的時(shí)域法來(lái)講仍是可以計(jì)算的。若鄰近單元的影響較小，則對(duì)于陣列的遠(yuǎn)區(qū)方向圖的計(jì)算我們可在后處理器完成。另外，微波工作室具有周期邊界條件。

螺旋天線陣

成形口輻射陣

耦極子陣

喇叭天線
cst　
這是一個(gè)同軸饋電、有介質(zhì)錐加載了的喇叭天線。通過(guò)一次時(shí)域計(jì)算，用戶便可得到在寬帶上所有頻點(diǎn)處的近場(chǎng)電磁分布及遠(yuǎn)場(chǎng)方向圖。

三維遠(yuǎn)場(chǎng)方向圖

喇叭口面處電場(chǎng)y分量的分布

八角天線
cst　
這是一個(gè)包含八個(gè)貼片天線的八角天線。它通過(guò)一個(gè)微帶分配網(wǎng)絡(luò)從同軸饋電。
貼片天線和微帶饋電網(wǎng)絡(luò)在一個(gè)介電常數(shù)為3.5的介質(zhì)基片上。
10.5 GHz時(shí)的電流分布
14 GHz時(shí)的方向圖

貼片天線陣
cst　
干涉： 此類天線陣遠(yuǎn)區(qū)方向圖可以通過(guò)微波工作室的后處理器非常有效地獲取。 每個(gè)子天線的幅度和相位均可獨(dú)立調(diào)節(jié)。每種幅相的組合下的天線陣的方向圖可在幾秒內(nèi)求得。微波工作室的時(shí)域求解器只需十分鐘便可完成子單元的全波計(jì)算。

此陣含有四個(gè)園子貼片天線。每個(gè)均為偏軸同軸饋電。前角被削去以便示意饋電部分。
破壞性干涉建設(shè)性干涉

藥瓶天線
cst　

17 x 40 波長(zhǎng)：這個(gè)巨大的藥瓶天線是一個(gè)尚在試用微波工作室的用戶優(yōu)化的。他感嘆到：“若我們一開(kāi)始就有這個(gè)軟件的話，我們是不會(huì)去制作這么一個(gè)硬件來(lái)做實(shí)驗(yàn)的”。("We would not have built and tested the hardware if we had had this software before".)

微波工作室的高性能的時(shí)域求解技術(shù)使得能夠在一般PC上只需幾小時(shí)就能求解如此大的問(wèn)題。其反射面是由一個(gè)數(shù)學(xué)函數(shù)給出，通過(guò)DXF導(dǎo)入至微波工作室。

在計(jì)算30GHz處的遠(yuǎn)區(qū)方向圖時(shí)，該用戶發(fā)現(xiàn)了他的設(shè)計(jì)不足，并成功地用微波工作室對(duì)其進(jìn)行了優(yōu)化。

八木天線
cst　
此例是一個(gè)陣子天線（俗稱八木天線）。它包含六個(gè)陣子，其中一個(gè)反射陣子、四個(gè)引導(dǎo)陣子和一個(gè)激勵(lì)陣子。

單一磁場(chǎng)分布圖

工作頻率為30GHz，頻帶27-33GHz。CST微波工作室時(shí)域計(jì)算：3分鐘（Pentium II PC with 400 MHz）

三維遠(yuǎn)區(qū)方向圖


二維遠(yuǎn)區(qū)方向圖


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