CST微波工作室_同軸線仿真分析和優化設計實例

同軸線開路負載結構模型

• 外徑：2mm，內徑：0.86mm
• 水平支路：12mm，垂直支路：6mm
• 填充介質：空氣（air）
• 初始結構：水平支路內徑長度11mm
  

設計要求

• 找出水平支路內徑的準確長度值，使得在13GHz時，端口1為開路狀態

問題分析

• 在13GHz時，端口1為開路，即端口1為全反射，就是S11約為1或者S21最小
• 首先創建初始結構模型，分析模型的S11和S12性能
• 定義變量Length表示同軸線內芯長度，使用參數掃描分析給出S11和S21隨變量變化的關系
• 優化設計，構造目標函數，S21最小值位于13GHz

查看最后分析結果

• 定義場監視器：工作頻率—13GHz，電磁磁場
• 查看分析結果：寬頻帶內的S參數，13GHz處的模型內部的場分布

實例分析

1.新建工程

2.設置工作環境

1. 設置單位

2. 設置背景材料

3.構建模型

1. 創建同軸線外部結構

創建局部坐標來構建同軸線的垂直部分：

選中兩個表面（Ctrl+W切換模型顯示方式）：




此時就創建了一個局部坐標：
繼續創建圓柱體模型：

此時就創建好了同軸線的外部結構：

2.創建同軸線內部結構


將內部結構用布爾運算中的Add合并：

4.設置邊界條件

5.設置端口激勵

選擇默認選項就可以：

同樣方法設置第二個端口激勵：

6.選擇求解器和頻率范圍

1.選擇求解器

2.選擇頻率范圍

7.運行仿真設置

選擇 是 保留細化的網格：

8.仿真分析

選中S1,2曲線：


此時發現頻率在12.888GHz時負載開路，與13GHz有一定誤差，因此要優化設計：

9.參數掃描分析

1.定義參數變量




2.參數掃描分析設置





3.S參數分析
可見在長度為4.6 ~ 5.2間，13GHz處有最小點：

10.優化設計

1.構造目標函數



Weight不影響仿真結果，可以任意設置：


大概一分鐘左右仿真結束，可見 length = 4.96296 時近似滿足13GHz頻點處負載為開路：


這里將 length 變量改為 4.96，更新模型（F7）即可：

11.器件在13GHz頻點處的場分布

1.定義場監視器



2.仿真分析


電場分布：

磁場分布：

可以查看動態分布的表面電流：

總結

以上是生活随笔為你收集整理的CST微波工作室学习笔记—12.同轴线仿真分析和优化设计的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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