CST仿真實驗實驗報告

1、電子科技大學自動化工程學院標準實驗報告（實驗）課程名稱微波技術與天線電子科技大學教務處制表電子科技大學實驗報告學生姓名：學 號：指導教師：實驗地點：實驗時間：一、實驗室名稱：C2-513二、實驗項目名稱：微波技術與天線CST 仿真實驗三、實驗學時：6 學時四、實驗目的：1、矩形波導仿真(1)、熟悉CST仿真軟件；(2)、能夠使用CST仿真軟件進行簡單矩形波導的仿真、能夠正確設置仿真參數(shù)，并學會查看結果和相關參數(shù)。2、帶銷釘T接頭優(yōu)化(1)、增強CST仿真軟件建模能力；(2)、學會使用CSTM參數(shù)掃描和參數(shù)優(yōu)化功能。3、微帶線仿真學習利用CST仿真微帶線及微帶器件。4、設計如下指標的微帶線高低阻

2、抗低通濾波器截止頻率：2GHz截止頻率處衰減：小于1dB帶外抑制：3.5GHz插入損耗大于20dB端口反射系數(shù)：<15dB端口阻抗：50 歐姆。五、實驗內(nèi)容：1、矩形波導仿真（1）、熟悉CST仿真軟件的基本操作流程；（2）、能夠對矩形波導建模、仿真，并使用 CST的時域求解器求解波 導場量；（ 3） 、在仿真軟件中查看電場、磁場，并能夠求解相位常數(shù)、端口阻抗等基本參數(shù)。2、帶銷釘T接頭優(yōu)化（1）、使用CST寸帶銷釘T接頭建模；（2）、使用CST參數(shù)優(yōu)化功能對銷釘?shù)奈恢脙?yōu)化；（ 3） 、通過S 參數(shù)分析優(yōu)化效果。3、微帶線仿真（ 1） 、基本微帶線的建模；（ 2） 、學習微帶線的端口及邊界

3、條件的設置。4、微帶低通濾波器設計（ 1） 、根據(jù)參數(shù)要求計算濾波器的各項參數(shù)；（ 2） 、學習微帶濾波器的設計方法；（3）、利用CS傲件設計出符合實驗要求的微帶低通濾波器。六、實驗器材（設備、元器件）：計算機、CS做件。七、實驗步驟：（簡述各個實驗的實驗步驟）1、矩形波導仿真：.建模：建立矩形波導的模型（86.4mm*43.2mm*200m）m.設置 端口；.設置頻率：將頻率設置為2.17-3.3GHZ,仿真高次模的時 候將上限頻率設置成 6GHz.仿真；.端口計算，場監(jiān)視器： 得到S11圖以及場分布圖；.計算（3和Zwave參數(shù)2、帶銷釘T接頭優(yōu)化：.建模：建立帶銷釘T接頭模型；.設置端口

4、；.設置邊界條 件；.設置頻率；.仿真；.掃參；.優(yōu)化微帶線仿真：.建模：建立微帶線模型；.設置端口；.設置邊界條件；. 設置頻率；.仿真；.掃參；.優(yōu)化4、微帶低通濾波器設計：.根據(jù)指標選擇濾波器階數(shù)；.確定原型電路；.確定基本結 構；.在CST中，利用理想元件來驗證；.利用CST時域仿真微 帶線的方法來得到特定阻抗的微帶寬度，并通過微帶線理論的公式計 算特定阻抗的微帶長度八、實驗結果及分析：1、矩形波導仿真：矩形波導模型及端口圖S11參數(shù)圖f=3時的電場圖f=3時的磁場圖計算f=5.2時的電場圖（高次模）J JILnm 修依 Al/和J 155*u1工，修Mir« l«

5、frv«kAl/n1 .» W. GW%什2 ' 35t.-31：GV.feVi _fl1Pbi 胃Vf=5.2時的磁場圖（高次模）高次計算2、帶銷釘T接頭優(yōu)化：帶銷釘T接頭模型圖及端口圖I51J ntE掃參圖< 曾 1切"®0 dSttsdy state iccar-scT 1 ivit -30 -IB li- irwii> Tinrbflr nf UFt sl?pi LWTS TiM如rfi On： -1 E jhdvlA .: t i2,-7E-4*-DL 2參數(shù)優(yōu)化圖優(yōu)化后反射系數(shù)圖3、微帶線仿真:模型圖sa/v4ITW./R

6、19f01。H0i* ,752IxmII j u srUhms-i t M與標目片立,2ijipeHCfedrL f leld (peailej rJU4Sl TLNI mp - ip At匚“ i-fICV Betalln w i raum2?i1LJ/im at SB / ，-丁£工，-n. S533AA15 I ? 1FrequencyI'hdSt-II iHuyiidmu端口電場圖1>2UI MUAccuracymvnot 口UnuLf n(-30片.7%曾N/£ lH卻耳 ” Ohrra“flfl bi nrFlmu口 XH 口 m 1Fir-r q

7、 u rm: jr pihssc胃節(jié)12A .7S：fi m =七 25 / 口-73量 / 劭3b裾。0#口七端口磁場圖4、微帶低通濾波器設計:模型圖優(yōu)化前的S db圖理想原件驗證圖九、實驗結論：1 .使用CST對矩形波導進行建模，并求解波導場量(如圖 1-3圖1-6),在仿真 軟件中查看電場、磁場，求解相位常數(shù)，端口阻抗(等基本參數(shù)。2 .使用CST對帶銷釘T接頭建模，使用CST參數(shù)優(yōu)化功能對銷釘?shù)奈恢脙?yōu)化， 通過S參數(shù)分析優(yōu)化效果。3 .使用CST對帶微帶線建模，進行微帶線的端口及邊界條件的設置，使用 CST 參數(shù)優(yōu)化功能導帶寬度進行優(yōu)化，通過 S參數(shù)分析優(yōu)化效果。4 .根據(jù)參數(shù)要求計算

8、濾波器的各項參數(shù)，學習微帶濾波器的設計方法，利用CST 軟件設計出符合實驗要求的微帶低通濾波器。十、思考題：1、矩形波導仿真：(1)、使用CST MICROWAVE STUDIO對矩形波導仿真需要幾個步驟？建模，設置端口，設置頻率，仿真，端口計算，場監(jiān)視器，參數(shù)計算(2)、計算3GHz下的相位常數(shù) 和波導的特性阻抗Z,并同仿真結果比較，填 寫下表。要求：給出計算 和Z的過程。表1 3GHz波導相位常數(shù)與特性阻抗計算值與仿真結果比對相位常數(shù)特性阻抗計算值51.2418462.261CST仿真結果51.3421461.357(3)、從仿真的各個模式中，找出TE20模，并給出分析過程。截圖給出1端口

9、 上的電場分布圖和上表面的磁場分布圖。電場分布圖：磁場分布圖:It*HA£EMB-3dFrrw»y Pim*9 iJVW'M-r.t取融卜Mltll Cf-J Wl 11 . M2E At M.M / E.#35n m%O.MTA.喇B.376«.0M22、帶銷釘T接頭優(yōu)化：(1)、在T型接頭優(yōu)化過程中，調(diào)諧螺釘尺寸及位置對于端口反射系數(shù)的影響。'''|Slrl| rdB2.22A2&L*3*23.4F他隼t 011fct隨著銷釘位置的移動s11參數(shù)變化如上(2)、給出你的最佳優(yōu)化結果(中心頻率至少要小于-20dB,中心頻率

10、任選)3、微帶線仿真：(1)、微帶線端口應該如何設置？觀察并貼出你仿真所得的微帶線端口的電場和 磁場分布圖。1/*iDh«iSibetdl才UY T«iji KLi nr ImpAt： MU/ffi at 25 / 0,7*2 7 -4.B53346r r equenc-BfPh通手通n zn dzv 1 wuHaxi mein7«iFrc-quo-ntty Phon?？偡?78 .TK fl/Vl Jit 7 5 ， E). TifiJ / fl-寫日M型力3H d-eyt* t e-h(2)、調(diào)整微帶線的特性阻抗到50歐姆，給出你的參掃曲線和最終的微帶線尺 寸(介電常數(shù)，板厚，導帶寬度)。介電常數(shù)為3.48,板厚為0.762mm,導帶寬度為1.753mm4、微帶低通濾波器設計：(1)、簡述微帶低通濾波器的設計步驟.根據(jù)指標選擇濾波器階數(shù)；.確定原型電路；.確定基本結構； 在CST中，利用理想元件來驗證；.利用CST時域仿真微帶線的方法來得到 特定阻抗的微帶寬度，并通過微帶線理論的公式計算特定阻抗的微帶長度(2)、給出你的最終設計結果，包括尺寸截圖和最終優(yōu)化結果。優(yōu)化結果卜一、總結及心得體會