教你如何定義CST的激勵(lì)信號(hào)

來源：edatop 更新時(shí)間：2024-09-06 閱讀：

1) CST MWS 自帶的激勵(lì)信號(hào)
在整個(gè)時(shí)域仿真過程中，時(shí)域求解器通過時(shí)間信號(hào)的激勵(lì)來計(jì)算空間上各個(gè)時(shí)刻的場(chǎng)值。因此任何一個(gè)用于時(shí)域仿真的結(jié)構(gòu)都至少應(yīng)該含有一個(gè)用于場(chǎng)輸入和輸出的端口。

將仿真結(jié)構(gòu)抽象為含有一個(gè)輸入端口和一個(gè)輸出端口的系統(tǒng)，根據(jù)輸入信號(hào)i1，輸出信號(hào)o2,1 和反射信號(hào)o1,1，以及這些信號(hào)的頻域值即可得系統(tǒng)特性，并最終設(shè)計(jì)出需要的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。因此，時(shí)域仿真過程中選擇合適的激勵(lì)信號(hào)是很重要的。
在 MWS 的時(shí)域求解過程中，定義激勵(lì)端口后，系統(tǒng)會(huì)給出缺省的激勵(lì)信號(hào)，該缺省的激勵(lì)信號(hào)是由仿真的頻率范圍決定的高斯脈沖信號(hào)。

如上圖所示，高斯脈沖信號(hào)的頻譜仍是高斯函數(shù)。高斯脈沖帶寬是有限的，因此可以確保整個(gè)頻帶上網(wǎng)格的生成，有利于求解器在整個(gè)頻帶上對(duì)所有頻點(diǎn)進(jìn)行采樣。另外，高斯脈沖的頻譜在帶寬中不含有零點(diǎn)，故高斯脈沖信號(hào)可以在其頻帶上可以準(zhǔn)確地計(jì)算S 參量。因此對(duì)S 參量的求解等，該缺省的高斯脈沖就足夠了。
微波工作室的信號(hào)庫(kù)中含有幾個(gè)預(yù)先定義好的激勵(lì)信號(hào)，可供用戶選擇。完成結(jié)構(gòu)建模，并設(shè)置好仿真頻率等仿真參數(shù)后，點(diǎn)擊導(dǎo)航樹→Excitation Signals 即可查看當(dāng)前缺省設(shè)置下的激勵(lì)信號(hào)。
如果對(duì)缺省的激勵(lì)信號(hào)不滿意，還可以在導(dǎo)航樹的 Excitation Signals 上點(diǎn)擊右鍵，選擇右鍵菜單中的Load from Signal Library.....打開信號(hào)庫(kù)（Load New Excitation Signal From Library）選擇需要的激勵(lì)信號(hào)。

在下圖的信號(hào)庫(kù)對(duì)話框中選擇需要的激勵(lì)信號(hào)后，點(diǎn)擊 Apply 按鈕即可完成信號(hào)的加載，在以后的仿真中，可以從求解器對(duì)話框中加載該信號(hào)對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行激勵(lì)。

2) 自定義激勵(lì)信號(hào)
如果信號(hào)庫(kù)中的信號(hào)都不能符合仿真要求，您還可以自己定義需要的激勵(lì)信號(hào)。完成結(jié)構(gòu)建模，并設(shè)置好仿真頻率等仿真參數(shù)后，在導(dǎo)航樹的 Excitation Signals 上點(diǎn)擊右鍵選擇右鍵菜單中的New Excitation Signal......

在打開的 Excitation Signal 對(duì)話框中選擇Gaussian 選項(xiàng)即可通過設(shè)定頻率范圍Fmin 和Fmx 來定義高斯脈沖信號(hào)，選擇Rectangular 選項(xiàng)即可通過指定信號(hào)的上升（Trise）、下降（Tfall）、保持（Thold）以及總激勵(lì)時(shí)間（Ttotal）來定義矩形脈沖信號(hào)，并可以在Name 欄中為定義的激勵(lì)信號(hào)指定一個(gè)您喜歡的名字，這里我們定義一個(gè)矩形脈沖，并將名字命名為rectangular。

完成激勵(lì)信號(hào)的設(shè)置后，點(diǎn)擊OK 按鈕關(guān)閉對(duì)話框，即可在導(dǎo)航樹中打開Excitation Signals 文件夾，選擇rectangular 選項(xiàng)查看添加的激勵(lì)信號(hào)。

選擇 User defined 選項(xiàng)，將激活Edit.....。點(diǎn)擊該按鈕即進(jìn)入VBA 編輯器。

在打開的 VBA 編輯器中您可以利用相應(yīng)的VBA 命令來定義需要的激勵(lì)信號(hào)。

系統(tǒng)已經(jīng)幫您定義好激勵(lì)函數(shù) Function ExcitationFunction(dtime As Double) As Double 您可以在該激勵(lì)函數(shù)中利用VBA 命令定義需要的激勵(lì)信號(hào)。例如，我們?cè)谶@里定義一個(gè)0 到2pi 的正弦函數(shù)。
在激勵(lì)函數(shù) ExcitationFunction 中輸入正弦函數(shù)語(yǔ)句，如下圖所示：

回到主視圖中界面將 Excitation Signal 對(duì)話框中的Ttotal 變?yōu)?*pi，并為該信號(hào)指定一個(gè)您喜歡的名字（這里我們定義為sin_func），點(diǎn)擊OK 按鈕即完成激勵(lì)信號(hào)的定義。

此時(shí)，導(dǎo)航樹會(huì)自動(dòng)指向新定義的激勵(lì)信號(hào)sin_func。

至此，您已經(jīng)成功地完成了激勵(lì)信號(hào)的定義和加載，可以在隨后的仿真中指定該信號(hào)對(duì)端口進(jìn)行激勵(lì)。
另外：為了方便您對(duì)編寫的 VBA 激勵(lì)信號(hào)進(jìn)行調(diào)試查看，系統(tǒng)還預(yù)先定義好主函數(shù)Sub Main2。
例如，我們需要對(duì) VBA 命令編寫正弦激勵(lì)信號(hào)進(jìn)行調(diào)試查看，將其變?yōu)閟in(x)*cos(x)則需要進(jìn)行以下操作：
（1）回到VBA 編輯器界面，將主函數(shù)中的Sub Main2 變?yōu)镾ub Main，把最長(zhǎng)激勵(lì)時(shí)間tmax 由缺省的10.0 變?yōu)?*pi。并且讓激勵(lì)信號(hào)函數(shù)Function ExcitationFunction＝sin(x)*cos(x)

（2）點(diǎn)擊Run Macro 按鈕，運(yùn)行該程序。

（3）程序運(yùn)行后，回到主視圖中。此時(shí)，導(dǎo)航樹自動(dòng)指向Excitation Signals->Userdefined Functions->sin_func_plot，此函數(shù)即是新定義的激勵(lì)信號(hào)。

（4）激勵(lì)信號(hào)符合要求后，請(qǐng)一定回到VBA 編輯器界面，將主函數(shù)Sub Main 更名為Sub Main2 等其他的名字，并保存程序。

（5）最后回到主視圖中，點(diǎn)擊Excitation Signal 對(duì)話框中的OK 按鈕，關(guān)閉對(duì)話框，即成功完成信號(hào)的定義和加載，在以后的仿真中可以選擇sin_func、rectangular 或是default 作為激勵(lì)信號(hào)。
注意：主函數(shù) Sub Main 只做調(diào)試用，故完成信號(hào)定義前一定要將其更名為Sub Main2 等其他的名字。如果您保持主程序Sub Main 的名字不變，則激勵(lì)信號(hào)sin_func 將仍是調(diào)試以前定義的信號(hào)。
恭喜您！您現(xiàn)在已經(jīng)可以在微波工作室中隨意定義需要的激勵(lì)信號(hào)了！

注意：用除了高斯脈沖以外的信號(hào)激勵(lì)，得到的頻譜分量都是假的！
如上所述：理應(yīng)得到的是輸出響應(yīng)（如某點(diǎn)處探針頻域值）=系統(tǒng)函數(shù)*激勵(lì)時(shí)域信號(hào)的傅里葉變換，而實(shí)際CST中，無論用什么信號(hào)激勵(lì)得到的輸出響應(yīng)都=系統(tǒng)函數(shù)*高斯信號(hào)的頻譜！
希望大家一定要注意！

謝謝了啊，學(xué)習(xí)了

重新了解了不少東西

除了高斯信號(hào)以外，其他信號(hào)激勵(lì)得到的各個(gè)頻譜分量響應(yīng)=系統(tǒng)函數(shù)頻域*高斯信號(hào)的頻譜

都可以用宏的方式自定義自己需要的激勵(lì)信號(hào)

內(nèi)在的東西，我還真不知道，我很多都是一知半解的，希望大家多來交流

一知半解，學(xué)起來太痛苦了

你們都很強(qiáng)悍

謝謝了啊，學(xué)習(xí) ,小編很強(qiáng)啊！

很好的帖子

謝謝了啊，學(xué)習(xí)了

很不錯(cuò)，先收下了

先頂然后慢慢研究學(xué)習(xí)~