CST圓極化平板天線仿真實(shí)例（下）
本期繼續(xù)完成一款圓極化Patch天線的仿真實(shí)例。讀者可以完整的了解到怎么用CST微波工作室，完成對(duì)一款天線建模、設(shè)置到仿真分析的完整過(guò)程。本期中，我們要設(shè)計(jì)的圓極化天線尺寸如下圖所示：
本期內(nèi)容是接著上期部分開始。首先先完成上期圓極化平板天線仿真實(shí)例，如下圖所示：
我們?cè)谠摲抡婊A(chǔ)上進(jìn)行修改模型。最終的建模如下圖所示：
修改材料
因?yàn)橹坝玫氖莄opper銅，這里我們用的材料是Aluminium 鋁,我們需要先在材料庫(kù)中替換材料。
選中原來(lái)的材料Copper(pure)，點(diǎn)擊Load from materail library并從材料庫(kù)選擇替換的材料Aluminium 鋁,如下圖所示：
這時(shí)候材料庫(kù)里，多了一個(gè)Aluminum，如下圖所示：
并將之前選中的三個(gè)部件feed\GND\patch都更改為了鋁材。在實(shí)際操作中，用戶也可以先Load需要用到的材料材料，然后將需要更改的Components直接拖拽至需要的材料里，就可以完成材料更改。
建模
點(diǎn)擊Modeling選項(xiàng)卡下局部坐標(biāo)系的Align WCS按鈕，如下圖所示：
在窗口內(nèi)直接點(diǎn)擊需要放置局部坐標(biāo)系的一條邊，雙擊鼠標(biāo)，如下圖所示：
點(diǎn)擊brick，創(chuàng)建一個(gè)Vacuum材料的需要切除的9mm*9mm*1mm的小方塊，坐標(biāo)和相對(duì)關(guān)系如下圖所示：
點(diǎn)擊OK，再選擇Cut away highlighted shape，如下圖所示：
切除好的一邊，如下圖所示：
使用相同方法，切除另外一邊，取消局部坐標(biāo)系，完成后的模型，如下圖所示：
將Patch的長(zhǎng)和寬都按上文中的尺寸，改成116.5mm，w和l是之前一篇文章中都設(shè)置好的參數(shù)，如下圖所示：
更改了參數(shù)后，此時(shí)窗口內(nèi)提示點(diǎn)擊F7后更新模型，更新好的模型如下圖所示：
點(diǎn)擊Modeling選項(xiàng)卡下局部坐標(biāo)系的Align WCS按鈕，如下圖所示：
在窗口內(nèi)Patch上雙擊鼠標(biāo)，創(chuàng)建局部坐標(biāo)系。再點(diǎn)擊圓柱Cylinder，創(chuàng)建Support模型，尺寸和材料，如下圖所示：
再將局部坐標(biāo)系改到圓柱support的頂端，如下圖所示：
再點(diǎn)擊Modeling選項(xiàng)卡下的Cylinder，創(chuàng)建圓盤Hat，如下圖所示：
再將局部坐標(biāo)系改到Patch的一個(gè)角上，如下圖所示：
旋轉(zhuǎn)局部坐標(biāo)系，如下圖所示：
我們要建模一段寬度2mm，厚度1mm，長(zhǎng)度21mm的Trace，可用以下方法：
選中剛才創(chuàng)建的line，按下圖設(shè)置line，如下圖所示：
完成第一段21mm*2mm*1mm的傳輸線建模后，我們將局部坐標(biāo)系移動(dòng)到線段的頭部位置，轉(zhuǎn)動(dòng)局部坐標(biāo)系(Shift+V)(Shift+U)，將u軸，v軸，沿著建模線段的方向，如下圖所示:
復(fù)上述的方法，再創(chuàng)建2段線段，尺寸分別是10mm*18mm*1mm和39mm*2mm*1mm。
點(diǎn)擊Local WCS，取消局部坐標(biāo)系，此時(shí)模型如下圖所示：
選中傳輸線的端點(diǎn)，如下圖所示：
坐標(biāo)為P1(X,Y,Z) 8.752525,-107.747475,11，我們將之前設(shè)置好的饋電處的參數(shù)，feedx和feedy改為8.752525和-107.747475。如下圖所示：
改了參數(shù)后，此時(shí)窗口內(nèi)提示點(diǎn)擊F7后更新模型，更新好的模型如下圖所示：
啟動(dòng)仿真
首先進(jìn)入全局網(wǎng)格設(shè)置，點(diǎn)擊六面體網(wǎng)格Hexahedral，如下圖所示：
共40萬(wàn)網(wǎng)格，這里我們不對(duì)網(wǎng)格做更改，具體收斂性操作見(jiàn)FAQ 001：如何進(jìn)行時(shí)域自適應(yīng)網(wǎng)格設(shè)置。
點(diǎn)擊Start Simulation，開始仿真，如下圖所示：
我們看到這樣一個(gè)1.1GHz的圓極化天線，40萬(wàn)網(wǎng)格，用時(shí)域求解器仿真的時(shí)間是155s。
分析結(jié)果
導(dǎo)航欄下點(diǎn)擊1D Results\S-Paprmeters，如下圖所示：
再Post-Processing下點(diǎn)擊Caculate VSWR，也可以勾選Always Caculate，如下圖所示：
導(dǎo)航欄下點(diǎn)擊1D Results\VSWR，調(diào)整顯示范圍后，如下圖所示：
導(dǎo)航欄下點(diǎn)擊Farfields\farfiled(f=1.09)[1]，如下圖所示：
天線遠(yuǎn)場(chǎng)方向圖，如下圖所示：
點(diǎn)擊Farfield Plot 選項(xiàng)卡下的 Circular Directional，如下圖所示：
再點(diǎn)擊Farfields\farfiled(f=1.09)[1]\Left Polazation，此時(shí)左旋圓極化的方向圖，如下圖所示：
再點(diǎn)擊Farfields\farfiled(f=1.09)[1]\Right Polazation，此時(shí)右旋圓極化的方向圖，如下圖所示：
除了遠(yuǎn)場(chǎng)方向圖可以看出這次建模仿真的天線工作再右旋圓極化外，還可以看2D results\E-field\e-field(f=1.09)[1]，再點(diǎn)擊Smart Scaling，如下圖所示：
點(diǎn)擊Animate Fields后，動(dòng)態(tài)圖如下圖所示：
小結(jié)
本期完成了圓極化平板天線仿真仿真案例，圓極化天線完整的建模和仿真過(guò)程。
