如何用CST分析同轴线.docVIP

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CSTMicrowaveStudio

同轴线S参数（0—10GHz）的仿真过程简介

一、打开软件，出现正常操作界面。

二、我们首先进行的是“建模”。

1、定义常用单位。例如我们可以把长度单位定义为“mm”，把频率单位定义为“GHz”。操作过程如下：

图1

如图1，点击“Solve”--?选择“Units…”，即可弹出如下对话框（图2），在其中选择“mm”和“GHz”。点击“OK”即完成“单位”的设置。

（图2）

2、设置同轴线的外导体

如图3中，我们首先建立一个中空的圆柱，将其定义为金属，来作为我们同轴线的外导体。具体做法如下：

a、如图3中，依次点击“Objects”-?”BasicShapes”--?”Cylinder..”

b、或直接“Cylinder”的快捷键（下图黑色圈中）

图3

3、选择“Cylinder”后，软件要求你连续点击（双击）不同的点，来确定空心圆柱的位置，这时弹出新的“Cylinder”对话框（图4）；或在选择“Cylinder”后，之间按计算机的“Esc”键，直接弹出新的“Cylinder”对话框（图4）。我们可以在此对话框中输入圆柱的内外

图4

半径和圆柱的高度。空心圆柱的外半经为4，内半径为3.5，高度为20。名称为“cylinder_1”。通过下面的步骤4来定义它的材料属性。

4、定义材料（层）属性。

在图4中，我们可以通过选择最下面的“New…”，来打开定义材料的对话框（图5）。

在“Layername:”中输入我们此材料的名称“pec”,在“Type”中选择“PEC”，pec是英文“perfectelectricconductor”缩写。

在图5的左下角，可以选择我们所定义材料的颜色。

图5

关闭对话框5、对话框4即完成“空心圆柱“的建模。

5、同样，如步骤3，我们建立同轴线的内导体，命名为“cylinder_2”，材料也选择金属pec。我们进行如下参数设置：圆柱cylinder_2的外半径为1.5，内半径为o，长度也为20。方向也沿Z轴。

6、完成步骤5后，我们即完成了同轴线内外导体的建模（图6）过程。软件在做图区显示如下：

图6图7

在软件左侧的第一个文件夹Layers中，我们可以看到层为pec下有2个3D物体：cylinder_1和cylinder_2,就是同轴线的内外导体（图7）。

三、定义同轴线的2个端口

选择“Pickface”（下图黑圈中）后，点击我们同轴线外导体端面，

（图8）

即可出现图8中的状况。

我们接着点击“Solve”-?“WaveguidePorts…”或点击设置端口的

快捷键（左图黑圈处），来打开端口设置对话框（图10）。

（图9）

图11

（图10）

在图10中的对话框中，直接点击“OK”键，即可完成此端口的设置，如图11中红色区域显示，其中的“1”为端口1的意思。

用同样的方法完成同轴线另一个端口的设置。

四、定义工作频率

1、如下图12，我们可以通过“Solve”-?“Frequency…”打开频率

图12

设置对话框；或直接点击频率的快捷图标（图12黑圈中）打开频率设置对话框。

2、在上步的操作下，软件弹出下面（图13）的频率设置对话框，我们可以把频率设置为010GHz,我们在这样宽的频带内，一次求出同轴线的S参数。

（图13）

五、边界条件设置

在处理高频问题时，为了真实地模拟客观物体，一般都要设置边界条件。

我们首先设置“背景材料”。背景材料的意思就是除刚才我们所建的cylinder_1和cylinder_2外，其他所有计算区域内的材料属性。在此例中，此背景材料就是空气，因为这样设置符合50Ω系统。

我们通过“Solve”-?“BackgroundMaterial…”打开背景材料设置对话框（图14）。

在“Layertype”下拉菜单中选择“Normal”，在下面的我们采用软件的默认数据。

（图14）

2、接下来我们设置边界条件，在“Solve”-?“Boundaryplanes”打开

边界条件设置对话框（图15）。在其上半部分，我们可以设置对称面，在本例中，我们把YZ面设置为“磁面”。

（图15）

正确地设置对称面的好处是减少计算时间和减少对计算机资源的占用，计算精度也不会改变；当然，在此例中，我们也可以不设对称面，因为计算速度是很快的。点击“OK”后确认退出此对话框。

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