cst mws培訓(xùn)教程中級(jí)01電大天線及

2004.11.11電大報(bào)告會(huì)－西安站?CSTChina-Shanghai-CSTMICROWAVESTUDIO?

培訓(xùn)教程

5CSTChina2004年CST電大天線及RCS報(bào)告會(huì)2004年11月11日西安2004.11.11電大報(bào)告會(huì)－西安站?CSTChina-Shanghai-CSTMWS

培訓(xùn)教程中級(jí)教程01－電大天線及RCS專題（v1.1）2004.11.11電大報(bào)告會(huì)－西安站?CSTChina-Shanghai-目次概述電大天線實(shí)例展示電大RCS實(shí)例展示電大天線仿真全過程演示電大RCS仿真全過程演示電磁仿真技巧匯總2004.11.11電大報(bào)告會(huì)－西安站?CSTChina-Shanghai-目次概述電大天線實(shí)例展示電大RCS實(shí)例展示電大天線仿真全過程演示電大RCS仿真全過程演示電磁仿真技巧匯總2004.11.11電大報(bào)告會(huì)－西安站?CSTChina-Shanghai-CSTMWS

培訓(xùn)教程概述2004.11.11電大報(bào)告會(huì)－西安站?CSTChina-Shanghai-概述電大：100個(gè)入－－數(shù)值方法目前在32位機(jī)器上的上限數(shù)值方法：FIT(FDTD)、FEM、MoM－－低頻方法數(shù)值方法的特點(diǎn)：直接maxwell求解，精確，全空間，但速度慢高頻近似方法：物理光學(xué)(PO)、一致性繞射理論(UTD)高頻近似方法的特點(diǎn)：近場結(jié)果差，通常僅對(duì)純金屬的結(jié)構(gòu)簡單的物體有效2004.11.11電大報(bào)告會(huì)－西安站?CSTChina-Shanghai-數(shù)值方法比較32位機(jī)：FIT可算8M網(wǎng)格（2GBRAM），一般小于8小時(shí)；FEM只能計(jì)算20萬網(wǎng)格，需兩天64位機(jī)：目前最多16CPU、128GBRAM，對(duì)目前來說，可算的網(wǎng)格點(diǎn)數(shù)超過4億點(diǎn)，注意：可算并不意味著計(jì)算速度的加快，而仍是FIT線性，F(xiàn)EM二次方例如：對(duì)于有限元方法，如果10萬個(gè)網(wǎng)格點(diǎn)需要10小時(shí)CPU，則100萬點(diǎn)則需1000小時(shí)！2004.11.11電大報(bào)告會(huì)－西安站?CSTChina-Shanghai-仿真環(huán)境現(xiàn)本公司所使用的仿真計(jì)算機(jī)配置如下以下所有仿真時(shí)間均按此機(jī)型給出DellDimension?4600w/HTn-series(VID)DesktopP42.8GHz(HT)CPU2GBSDRAMWindowsXPProfessional2004.11.11電大報(bào)告會(huì)－西安站?CSTChina-Shanghai-目次概述電大天線實(shí)例展示電大RCS實(shí)例展示電大天線仿真全過程演示電大RCS仿真全過程演示電磁仿真技巧匯總2004.11.11電大報(bào)告會(huì)－西安站?CSTChina-Shanghai-CSTMWS

培訓(xùn)教程電大天線實(shí)例展示2004.11.11電大報(bào)告會(huì)－西安站?CSTChina-Shanghai-各類天線（1）波導(dǎo)裂縫天線微帶天線陣平板裂縫天線陣微帶天線陣拋物面天線2004.11.11電大報(bào)告會(huì)－西安站?CSTChina-Shanghai-各類天線（2）彈載八木天線彈載遙測天線2004.11.11電大報(bào)告會(huì)－西安站?CSTChina-Shanghai-各類天線（3）機(jī)載天線2004.11.11電大報(bào)告會(huì)－西安站?CSTChina-Shanghai-各類天線（4）艦船天線TEM暗室Vivaldi寬帶天線2004.11.11電大報(bào)告會(huì)－西安站?CSTChina-Shanghai-各類天線（5）衛(wèi)星天線仿真細(xì)節(jié)2004.11.11電大報(bào)告會(huì)－西安站?CSTChina-Shanghai-各類天線（5）分形天線頭盔天線2004.11.11電大報(bào)告會(huì)－西安站?CSTChina-Shanghai-標(biāo)準(zhǔn)RCS測試NASA2004.11.11電大報(bào)告會(huì)－西安站?CSTChina-Shanghai-標(biāo)準(zhǔn)RCS定義－角錐2004.11.11電大報(bào)告會(huì)－西安站?CSTChina-Shanghai-整機(jī)RCS仿真2004.11.11電大報(bào)告會(huì)－西安站?CSTChina-Shanghai-相陣天線RCS2004.11.11電大報(bào)告會(huì)－西安站?CSTChina-Shanghai-波導(dǎo)開槽天線模型結(jié)構(gòu)圖3D方向圖各向尺寸：33λ×0.5λ×1λ網(wǎng)格點(diǎn)數(shù)：244,766計(jì)算時(shí)間：30m2D方向圖統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)50個(gè)裂縫頻帶＝8～12G2004.11.11電大報(bào)告會(huì)－西安站?CSTChina-Shanghai-模型結(jié)構(gòu)圖2004.11.11電大報(bào)告會(huì)－西安站?CSTChina-Shanghai-3D方向圖2004.11.11電大報(bào)告會(huì)－西安站?CSTChina-Shanghai-2D方向圖2004.11.11電大報(bào)告會(huì)－西安站?CSTChina-Shanghai-平面微帶天線模型結(jié)構(gòu)圖3D方向圖各向尺寸：18λ×3.5λ×0.35λ網(wǎng)格點(diǎn)數(shù)：722,304計(jì)算時(shí)間：4h2D方向圖統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)24×4個(gè)輻射單元頻帶＝5～8G2004.11.11電大報(bào)告會(huì)－西安站?CSTChina-Shanghai-模型結(jié)構(gòu)圖2004.11.11電大報(bào)告會(huì)－西安站?CSTChina-Shanghai-3D方向圖2004.11.11電大報(bào)告會(huì)－西安站?CSTChina-Shanghai-2D方向圖2004.11.11電大報(bào)告會(huì)－西安站?CSTChina-Shanghai-開槽天線陣模型結(jié)構(gòu)圖仿真方向圖（2D）各向尺寸：19.5λ×10.5λ×1λ網(wǎng)格點(diǎn)數(shù)：9,851,010計(jì)算時(shí)間：35h（一天半）測試方向圖（2D）統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)326個(gè)裂縫頻帶＝15～20G2004.11.11電大報(bào)告會(huì)－西安站?CSTChina-Shanghai-模型結(jié)構(gòu)圖2004.11.11電大報(bào)告會(huì)－西安站?CSTChina-Shanghai-2D計(jì)算方向圖2004.11.11電大報(bào)告會(huì)－西安站?CSTChina-Shanghai-2D測試方向圖2004.11.11電大報(bào)告會(huì)－西安站?CSTChina-Shanghai-結(jié)果比較2004.11.11電大報(bào)告會(huì)－西安站?CSTChina-Shanghai-微帶天線陣模型結(jié)構(gòu)圖3D方向圖各向尺寸：12λ×12λ×1λ網(wǎng)格點(diǎn)數(shù)：720,792計(jì)算時(shí)間：3.5h2D方向圖統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)10×10單元頻率＝15～40G2004.11.11電大報(bào)告會(huì)－西安站?CSTChina-Shanghai-模型結(jié)構(gòu)圖2004.11.11電大報(bào)告會(huì)－西安站?CSTChina-Shanghai-3D方向圖2004.11.11電大報(bào)告會(huì)－西安站?CSTChina-Shanghai-2D方向圖2004.11.11電大報(bào)告會(huì)－西安站?CSTChina-Shanghai-拋物面天線模型結(jié)構(gòu)圖3D方向圖各向尺寸：40λ×66λ×66λ網(wǎng)格點(diǎn)數(shù)：7,241,040計(jì)算時(shí)間：2.5h2D方向圖統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)頻率＝2.5G2004.11.11電大報(bào)告會(huì)－西安站?CSTChina-Shanghai-模型結(jié)構(gòu)圖長度＝8m(66.7λ)觀察頻率＝2.5Gλ＝120mm2004.11.11電大報(bào)告會(huì)－西安站?CSTChina-Shanghai-3D方向圖2004.11.11電大報(bào)告會(huì)－西安站?CSTChina-Shanghai-2D方向圖2004.11.11電大報(bào)告會(huì)－西安站?CSTChina-Shanghai-飛行器八木天線模型結(jié)構(gòu)圖3D計(jì)算方向圖各向尺寸：14λ×7λ×14λ網(wǎng)格點(diǎn)數(shù)：728，248計(jì)算時(shí)間：12m2D計(jì)算方向圖統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)頻率＝3～5G頻帶＝3～5G2004.11.11電大報(bào)告會(huì)－西安站?CSTChina-Shanghai-3D結(jié)構(gòu)2004.11.11電大報(bào)告會(huì)－西安站?CSTChina-Shanghai-3D方向圖2004.11.11電大報(bào)告會(huì)－西安站?CSTChina-Shanghai-2D方向圖2004.11.11電大報(bào)告會(huì)－西安站?CSTChina-Shanghai-彈體天線模型結(jié)構(gòu)圖單元天線方向圖各向尺寸：10λ×2λ×2λ網(wǎng)格點(diǎn)數(shù)：1,205,936計(jì)算時(shí)間：13m同相陣列方向圖統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)頻帶＝2～3G2004.11.11電大報(bào)告會(huì)－西安站?CSTChina-Shanghai-模型結(jié)構(gòu)圖背部鏡像天線構(gòu)成天線陣2004.11.11電大報(bào)告會(huì)－西安站?CSTChina-Shanghai-3D方向圖－單元天線2004.11.11電大報(bào)告會(huì)－西安站?CSTChina-Shanghai-3D方向圖－同相天線陣2004.11.11電大報(bào)告會(huì)－西安站?CSTChina-Shanghai-3D方向圖－反相天線陣2004.11.11電大報(bào)告會(huì)－西安站?CSTChina-Shanghai-飛機(jī)天線模型結(jié)構(gòu)圖3D方向圖各向尺寸：136λ×35λ×84λ網(wǎng)格點(diǎn)數(shù)：7,502,950計(jì)算時(shí)間：0.5h2D方向圖統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)頻率＝3G2004.11.11電大報(bào)告會(huì)－西安站?CSTChina-Shanghai-模型結(jié)構(gòu)圖2004.11.11電大報(bào)告會(huì)－西安站?CSTChina-Shanghai-3D方向圖2004.11.11電大報(bào)告會(huì)－西安站?CSTChina-Shanghai-2D方向圖2004.11.11電大報(bào)告會(huì)－西安站?CSTChina-Shanghai-MWEE2000-BenchmarkVivaldi-AntennaCurrent-Distributionat10GHzS-ParameterindB01020f/GHzfrq-range:0-10GHzCpu-time:15MinutesPentium2-450MHzHFSS:2h23Database-Slide2004.11.11電大報(bào)告會(huì)－西安站?CSTChina-Shanghai-AKa-bandPlanarPrintedAntipodalLinearly-taperedSlotAntennaMicrowaveJournal,July2001

ByMeng-ChungTsaiandHuey-RuChuang

VivaldiAntennaStudy1/3ComparisontoFEMandMeasuredResultsDatabase-Slide2004.11.11電大報(bào)告會(huì)－西安站?CSTChina-Shanghai-MWS~RedLineMeasured~BlueLineMWSsidelobeaccuracyNotetheshoulderaccuracy.VivaldiAntennaStudy2/3ComparisontoFEMandMeasuredResultsDatabase-Slide2004.11.11電大報(bào)告會(huì)－西安站?CSTChina-Shanghai-“Thetotalcomputingtime(HFSSFEM)isabout9hours,including18iterationsat30GHz,….ThecomputingplatformisaPentium-III600PCwith1GBRAM.”ThetotalcomputingtimeinCSTMicrowaveStudio(FITD)is34minutes.ThecomputingplatformisaPentium-III700PCwith256MBRAM.SolverStatistics:Numberofmeshnodes: 125400Numberofprocessorsused: 1Meshgenerationtime: 25 sSolvertime: 2017 s ------------Totaltime: 2042 s(=0h,34m,2s)WithCSTMicrowaveStudio,youreceivethehighestaccuracyintheshortestamountoftime!VivaldiAntennaStudy3/3ComparisontoFEMandMeasuredResultsDatabase-Slide2004.11.11電大報(bào)告會(huì)－西安站?CSTChina-Shanghai-寬帶天線模型結(jié)構(gòu)圖3D方向圖各向尺寸：1λ×2λ×4λ網(wǎng)格點(diǎn)數(shù)：563,013計(jì)算時(shí)間：15m2D方向圖統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)頻帶＝0～15G2004.11.11電大報(bào)告會(huì)－西安站?CSTChina-Shanghai-模型結(jié)構(gòu)圖2004.11.11電大報(bào)告會(huì)－西安站?CSTChina-Shanghai-3D方向圖2004.11.11電大報(bào)告會(huì)－西安站?CSTChina-Shanghai-2D方向圖2004.11.11電大報(bào)告會(huì)－西安站?CSTChina-Shanghai-VSWR2004.11.11電大報(bào)告會(huì)－西安站?CSTChina-Shanghai-艦船天線模型結(jié)構(gòu)圖3D方向圖各向尺寸：1λ×1λ×0.5λ網(wǎng)格點(diǎn)數(shù)：1,071,840計(jì)算時(shí)間：12m2D方向圖統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)頻帶＝0～150M2004.11.11電大報(bào)告會(huì)－西安站?CSTChina-Shanghai-模型結(jié)構(gòu)圖2004.11.11電大報(bào)告會(huì)－西安站?CSTChina-Shanghai-3D方向圖2004.11.11電大報(bào)告會(huì)－西安站?CSTChina-Shanghai-2D方向圖2004.11.11電大報(bào)告會(huì)－西安站?CSTChina-Shanghai-GTEM室模型結(jié)構(gòu)圖同軸線饋電端各向尺寸：444λ×198λ×144λ〔應(yīng)用頻率外推技術(shù)！〕網(wǎng)格點(diǎn)數(shù)：6,841,260計(jì)算時(shí)間：30m幅頻曲線－Ey統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)頻帶＝0～20G2004.11.11電大報(bào)告會(huì)－西安站?CSTChina-Shanghai-立體圖2004.11.11電大報(bào)告會(huì)－西安站?CSTChina-Shanghai-后視圖2004.11.11電大報(bào)告會(huì)－西安站?CSTChina-Shanghai-同軸線饋電端2004.11.11電大報(bào)告會(huì)－西安站?CSTChina-Shanghai-Probe設(shè)置2004.11.11電大報(bào)告會(huì)－西安站?CSTChina-Shanghai-幅頻曲線－Ey2004.11.11電大報(bào)告會(huì)－西安站?CSTChina-Shanghai-分形天線電流分布遠(yuǎn)場Database-Slide2004.11.11電大報(bào)告會(huì)－西安站?CSTChina-Shanghai-分形天線Database-Slide2004.11.11電大報(bào)告會(huì)－西安站?CSTChina-Shanghai-分形天線Database-Slide2004.11.11電大報(bào)告會(huì)－西安站?CSTChina-Shanghai-Database-Slide頭盔超高頻天線及其輻射SARNavalPostGraduateSchool–DeptofElectricalEngineering,Monterey,CA美國海軍研究生院電子工程系加州Monterey2004.11.11電大報(bào)告會(huì)－西安站?CSTChina-Shanghai-Database-Slide頭盔超高頻天線及其輻射SAR2004.11.11電大報(bào)告會(huì)－西安站?CSTChina-Shanghai-Database-Slide頭盔超高頻天線：VSWR及方向圖2004.11.11電大報(bào)告會(huì)－西安站?CSTChina-Shanghai-目次概述電大天線實(shí)例展示電大RCS實(shí)例展示電大天線仿真全過程演示電大RCS仿真全過程演示電磁仿真技巧匯總2004.11.11電大報(bào)告會(huì)－西安站?CSTChina-Shanghai-CSTMWS

培訓(xùn)教程電大RCS實(shí)例展示2004.11.11電大報(bào)告會(huì)－西安站?CSTChina-Shanghai-RCS的基本概念雷達(dá)能檢測、跟蹤和識(shí)別目標(biāo)，是因?yàn)榇嬖诨夭ㄐ盘?hào)回波信號(hào)反映出目標(biāo)的特性，可歸納為一個(gè)有效面積即－－雷達(dá)截面積（RCS）RCS的定義：式中，E0是照射到目標(biāo)處的入射電場強(qiáng)度

Es是雷達(dá)所在處的散射波的電場強(qiáng)度通常我們只關(guān)心后向散射（反射回波源方向的能量），即后向RCS2004.11.11電大報(bào)告會(huì)－西安站?CSTChina-Shanghai-標(biāo)準(zhǔn)：RCSBenchmark

(NASAAmesResearchCenter)模型結(jié)構(gòu)圖Benchmark各向尺寸：21λ×4.5λ×4.5λ網(wǎng)格點(diǎn)數(shù)：8,080,884計(jì)算時(shí)間：4h仿真結(jié)果對(duì)比仿真結(jié)果統(tǒng)計(jì)2004.11.11電大報(bào)告會(huì)－西安站?CSTChina-Shanghai-模型結(jié)構(gòu)圖圓錐高＝605mm半徑＝75mm觀察頻率＝9G

λ＝33.3mm2004.11.11電大報(bào)告會(huì)－西安站?CSTChina-Shanghai-平面波設(shè)置2004.11.11電大報(bào)告會(huì)－西安站?CSTChina-Shanghai-Benchmark仿真與測試結(jié)果實(shí)線為測試結(jié)果虛線為作者所編軟件仿真結(jié)果2004.11.11電大報(bào)告會(huì)－西安站?CSTChina-Shanghai-結(jié)果對(duì)比后向RCS(H)(°)-180-170-160-100測試值(dB)-35-44-52-15作者仿真值(dB)-33-50-54-15MWS仿真值(dB)-35.72-42.94-49.99-14.762004.11.11電大報(bào)告會(huì)－西安站?CSTChina-Shanghai-教程：角反射體的RCS要求：計(jì)算角反射體的后向RCS尺寸：邊長均為50mm，壁厚2mm頻率：10GHz模型結(jié)構(gòu)圖全向RCS后向RCS理論值-11.8dBsm仿真值-12.3dBsm2004.11.11電大報(bào)告會(huì)－西安站?CSTChina-Shanghai-建模前設(shè)置因相關(guān)設(shè)置前面已詳細(xì)敘述過，故此處不再贅述建模前設(shè)置步驟：1.開始新項(xiàng)目2.選擇Antenna(inFreeSpace,waveguide)

模板3.設(shè)置工作平面為（100，10，10）4.單位（mm，GHz）不作改變5.背景材料（Normal）不作改變2004.11.11電大報(bào)告會(huì)－西安站?CSTChina-Shanghai-創(chuàng)建方塊選中立方體工具，直接按ESC鍵，在彈出窗口中輸入以下數(shù)據(jù)并確定Xmin=Ymin=Zmin=0,Xmax=Ymax=Zmax=50,Layer=PEC一個(gè)邊長為50mm的PEC正方體便創(chuàng)建完畢2004.11.11電大報(bào)告會(huì)－西安站?CSTChina-Shanghai-移動(dòng)工作坐標(biāo)系1.依次選取正方體的三個(gè)頂點(diǎn)2.點(diǎn)擊將WCS的UV面與此三點(diǎn)確定的平面對(duì)齊為了使用UV刀來切割物體，得先移動(dòng)工作坐標(biāo)系UV刀：將被選物體沿UV平面一分為二2004.11.11電大報(bào)告會(huì)－西安站?CSTChina-Shanghai-切割2.執(zhí)行主菜單命令Objects->SlicebyUVPlane

用UV平面將其切割為兩個(gè)物體1.雙擊主視圖中物體或單擊NT相應(yīng)項(xiàng)目將其選中3.選擇其中較大的一塊按Del鍵，將其刪除僅余下一個(gè)四面體UV刀刪除2004.11.11電大報(bào)告會(huì)－西安站?CSTChina-Shanghai-成型3.執(zhí)行主菜單命令

Objects->ShellSolidorThickenSheet

選擇Direction＝Outside，輸入Thickness＝21.選取四面體的斜面2.選中四面體4.確定，建模完成！使用去殼工具，可很方便的一步成型2004.11.11電大報(bào)告會(huì)－西安站?CSTChina-Shanghai-建模后設(shè)置1.設(shè)置頻率范圍為0～13GHz2.邊界條件（BoundaryCondition）不做改變（均為Open(addspace)邊界）3.設(shè)置一個(gè)10G的Farfield/RCS監(jiān)視器用TEM波激勵(lì)時(shí)下頻可設(shè)置為0上頻為待求頻率的1.3倍注：激勵(lì)為平面波時(shí)，F(xiàn)arfield/RCS監(jiān)視器得出的就是RCS方向圖2004.11.11電大報(bào)告會(huì)－西安站?CSTChina-Shanghai-設(shè)置平面波RCS問題的激勵(lì)均為平面波選擇主菜單Solve->PlaneWave，彈出平面波設(shè)置窗口設(shè)置傳播方向?yàn)?-1,-1,-1)（軸線方向入射），電場矢徑為(0.5,0.5,-1)傳播方向電場矢徑2004.11.11電大報(bào)告會(huì)－西安站?CSTChina-Shanghai-設(shè)置求解器選擇主菜單Solve->TransientSolver采用缺省設(shè)置，直接啟動(dòng)仿真激勵(lì)源為平面波2004.11.11電大報(bào)告會(huì)－西安站?CSTChina-Shanghai-仿真結(jié)果－全向RCS選擇NT->farfields->farfield(f=10)[pw]，觀察全向RCS后向RCS可以通過觀察相應(yīng)的二維切面得到后向RCS為入射波反方向2004.11.11電大報(bào)告會(huì)－西安站?CSTChina-Shanghai-仿真結(jié)果－設(shè)置觀察面雙擊遠(yuǎn)場主視圖，彈出遠(yuǎn)場視圖設(shè)置窗口請(qǐng)選擇Plottype框中的Polar并選擇Vary/Anglestepwidth框中的Theta，在Phi欄中輸入45，點(diǎn)擊Ok觀察Phi為45°平面的RCS2004.11.11電大報(bào)告會(huì)－西安站?CSTChina-Shanghai-仿真結(jié)果－后向RCS觀察主視圖中的二維方向圖，其主瓣和副瓣分別表征了前向和后向RCS將主瓣增益減去旁瓣抑制度，即可得后向RCS＝(-10.0)＋(-2.3)＝-12.3dBsm后向RCS前向RCS注：本例較特殊，故后向RCS可方便得出，一般的，可選擇File->Export->PlotData(ASCII)，在導(dǎo)出文件中查看特定角度的RCS2004.11.11電大報(bào)告會(huì)－西安站?CSTChina-Shanghai-理論值角反射體入射沿對(duì)稱軸入射的RCS理論值為其中，為有效面積本例角反射體的直角邊長為0.05m，對(duì)10GHz的觀察頻率，波長為0.03m代入公式，算得對(duì)直角邊長為a的直角正角反射體，斜面的等邊三角形邊長為，斜面面積（有效面積）為，則2004.11.11電大報(bào)告會(huì)－西安站?CSTChina-Shanghai-結(jié)論從上表可以看出，仿真值與理論值的誤差僅為4％經(jīng)過收斂性分析，誤差還可進(jìn)一步減小此經(jīng)典散射體的仿真結(jié)果，證明了MWS對(duì)RCS仿真的準(zhǔn)確性和有效性理論值-11.8dBsm仿真值-12.3dBsm誤差4％2004.11.11電大報(bào)告會(huì)－西安站?CSTChina-Shanghai-飛機(jī)RCS模型結(jié)構(gòu)圖3D散射方向圖各向尺寸：136λ×35λ×84λ網(wǎng)格點(diǎn)數(shù)：8,516,130計(jì)算時(shí)間：0.5h2D散射方向圖仿真結(jié)果統(tǒng)計(jì)頻率＝3G2004.11.11電大報(bào)告會(huì)－西安站?CSTChina-Shanghai-模型結(jié)構(gòu)圖機(jī)腹介質(zhì)涂敷2004.11.11電大報(bào)告會(huì)－西安站?CSTChina-Shanghai-3D散射方向圖2004.11.11電大報(bào)告會(huì)－西安站?CSTChina-Shanghai-2D散射方向圖后向RCS2004.11.11電大報(bào)告會(huì)－西安站?CSTChina-Shanghai-目次概述電大天線實(shí)例展示電大RCS實(shí)例展示電大天線仿真全過程演示電大RCS仿真全過程演示電磁仿真技巧匯總2004.11.11電大報(bào)告會(huì)－西安站?CSTChina-Shanghai-CSTMWS

培訓(xùn)教程電大天線仿真全過程演示2004.11.11電大報(bào)告會(huì)－西安站?CSTChina-Shanghai-衛(wèi)星上天線布局優(yōu)化天線單元結(jié)構(gòu)圖衛(wèi)星結(jié)構(gòu)圖各向尺寸：15λ×13λ×26λ網(wǎng)格點(diǎn)數(shù)：7,132,392計(jì)算時(shí)間：3.5h完整衛(wèi)星結(jié)構(gòu)圖仿真結(jié)果統(tǒng)計(jì)（平板衛(wèi)星）2004.11.11電大報(bào)告會(huì)－西安站?CSTChina-Shanghai-單元天線技術(shù)要求單元天線：λ/4同軸線饋電的雙臂背射螺旋天線技術(shù)要求：俯仰角±φ1度的范圍大于G1dB俯仰角±φ2度范圍內(nèi)大于G2dB初始數(shù)據(jù)：對(duì)方提供優(yōu)化變量：螺旋直徑、螺距優(yōu)化區(qū)間：對(duì)方提供2004.11.11電大報(bào)告會(huì)－西安站?CSTChina-Shanghai-初始單元天線初始天線嚴(yán)格按照初始數(shù)據(jù)建模2004.11.11電大報(bào)告會(huì)－西安站?CSTChina-Shanghai-網(wǎng)格剖分錯(cuò)誤死機(jī)：設(shè)置好頻率后，剖分網(wǎng)格時(shí)死機(jī)，Why？檢查：因螺旋線是嵌入在介質(zhì)棒中，在建模時(shí)，將介質(zhì)棒和螺旋線進(jìn)行了插入操作，使得介質(zhì)棒的結(jié)構(gòu)非常零碎，造成網(wǎng)格剖分非常困難，需要很長的時(shí)間，出現(xiàn)假死機(jī)現(xiàn)象技巧：在CSTMWS中，PEC和介質(zhì)重迭時(shí)，可以不用進(jìn)行插入操作，系統(tǒng)默認(rèn)PEC的優(yōu)先級(jí)最高解決：將插入操作去掉，再重新設(shè)置頻率，一切恢復(fù)正常2004.11.11電大報(bào)告會(huì)－西安站?CSTChina-Shanghai-內(nèi)部端口MWS5.0新增加了內(nèi)部端口的功能此問題中，同軸線的長度對(duì)問題的影響不大將同軸線縮短，將端口設(shè)置在同軸線內(nèi)部可以減少網(wǎng)格數(shù)量，加快仿真速度2D方向圖疊加顯示2004.11.11電大報(bào)告會(huì)－西安站?CSTChina-Shanghai-螺旋線修改實(shí)際：螺旋線截面為直徑1mm的圓修正：將截面改為2×2mm2的矩形目的：加快收斂，避免出現(xiàn)壞點(diǎn)60點(diǎn)／入收斂25點(diǎn)／入收斂V.S.2004.11.11電大報(bào)告會(huì)－西安站?CSTChina-Shanghai-天線單元結(jié)構(gòu)圖2004.11.11電大報(bào)告會(huì)－西安站?CSTChina-Shanghai-天線單元－收斂性分析收斂性分析：精細(xì)的結(jié)構(gòu)需要精細(xì)的網(wǎng)格20點(diǎn)／入25點(diǎn)／入25點(diǎn)／入2004.11.11電大報(bào)告會(huì)－西安站?CSTChina-Shanghai-天線單元－優(yōu)化要求：希望得到半空間全向天線優(yōu)化：增益最小(Results->TemplateBasedPostprocessing)優(yōu)化2004.11.11電大報(bào)告會(huì)－西安站?CSTChina-Shanghai-衛(wèi)星天線技術(shù)要求優(yōu)化變量：根據(jù)星體方向圖優(yōu)化天線的低仰角覆蓋性能技術(shù)要求：俯仰角±φ1度的范圍大于G3dB俯仰角±φ2度范圍內(nèi)大于G4dB初始數(shù)據(jù)：對(duì)方提供優(yōu)化變量：天線架高、水平位置和傾角優(yōu)化區(qū)間：對(duì)方提供2004.11.11電大報(bào)告會(huì)－西安站?CSTChina-Shanghai-下接金屬板下接0.5m2金屬板下接1m2金屬板與實(shí)測結(jié)果對(duì)比吻合2004.11.11電大報(bào)告會(huì)－西安站?CSTChina-Shanghai-局部網(wǎng)格加密根據(jù)前面的收斂結(jié)果（25點(diǎn)／入），確定螺旋線的最大分辨網(wǎng)格再采用局部加密，用最少的網(wǎng)格數(shù)得到精確的結(jié)果達(dá)到速度和精度的最優(yōu)2004.11.11電大報(bào)告會(huì)－西安站?CSTChina-Shanghai-天線單元－無限大地平面下接1m2金屬板〔6,047,612點(diǎn)

〕下接無限大電邊界〔294,120點(diǎn)〕2004.11.11電大報(bào)告會(huì)－西安站?CSTChina-Shanghai-衛(wèi)星結(jié)構(gòu)圖2004.11.11電大報(bào)告會(huì)－西安站?CSTChina-Shanghai-平板衛(wèi)星（一）2004.11.11電大報(bào)告會(huì)－西安站?CSTChina-Shanghai-平板衛(wèi)星（二）2004.11.11電大報(bào)告會(huì)－西安站?CSTChina-Shanghai-局部網(wǎng)格加密2004.11.11電大報(bào)告會(huì)－西安站?CSTChina-Shanghai-平板衛(wèi)星V.S.完整星體平板衛(wèi)星完整星體Phi＝180°Phi＝135°2004.11.11電大報(bào)告會(huì)－西安站?CSTChina-Shanghai-完整衛(wèi)星結(jié)構(gòu)圖星體≈２m見方帆板每側(cè)長６m總長度≈14m頻率：2～3GHz2004.11.11電大報(bào)告會(huì)－西安站?CSTChina-Shanghai-帆板逐步逼近逐步增加帆板數(shù)量觀察其影響證實(shí)用平板衛(wèi)星仿真的可行性2004.11.11電大報(bào)告會(huì)－西安站?CSTChina-Shanghai-VBA統(tǒng)計(jì)分析程序－界面Theta變化范圍Phi變化范圍頻率和極化選擇各區(qū)域的統(tǒng)計(jì)結(jié)果2004.11.11電大報(bào)告會(huì)－西安站?CSTChina-Shanghai-VBA統(tǒng)計(jì)分析程序－內(nèi)容利用CSTMWS內(nèi)置的VBA編譯器可以很輕松的編制出遠(yuǎn)場輻射性能統(tǒng)計(jì)分析程序在此模型中，運(yùn)行此VBA，一次就可全部得出各個(gè)區(qū)域的平均增益不滿足增益門限值的角度范圍不滿足門限值的角度位置及均方差最小增益及位置…………在此程序的輔助下，可以很容易的得出最佳天線布局2004.11.11電大報(bào)告會(huì)－西安站?CSTChina-Shanghai-目次概述電大天線實(shí)例展示電大RCS實(shí)例展示電大天線仿真全過程演示電大RCS仿真全過程演示電磁仿真技巧匯總2004.11.11電大報(bào)告會(huì)－西安站?CSTChina-Shanghai-CSTMWS

培訓(xùn)教程電大RCS仿真全過程演示2004.11.11電大報(bào)告會(huì)－西安站?CSTChina-Shanghai-相控陣天線RCS模型結(jié)構(gòu)圖3D散射方向圖各向尺寸：35.5λ×34λ×0.3λ網(wǎng)格點(diǎn)數(shù)：4325650計(jì)算時(shí)間：24h2D散射方向圖仿真結(jié)果統(tǒng)計(jì)1000個(gè)三角頻帶＝5～17G2004.11.11電大報(bào)告會(huì)－西安站?CSTChina-Shanghai-縮小模型分析－錯(cuò)誤1/8結(jié)構(gòu)1/4結(jié)構(gòu)1/2結(jié)構(gòu)（下）1/2結(jié)構(gòu)（上）2004.11.11電大報(bào)告會(huì)－西安站?CSTChina-Shanghai-縮小模型分析－正確1/5結(jié)構(gòu)2/5結(jié)構(gòu)3/5結(jié)構(gòu)4/5結(jié)構(gòu)2004.11.11電大報(bào)告會(huì)－西安站?CSTChina-Shanghai-貼片厚度分析此模型的三角陣厚度為0.2mm，使得最小網(wǎng)格亦減小為0.2mm，極大的增加了仿真時(shí)間。因所求頻率的波長為數(shù)十mm，將三角陣厚度增加到1mm，理應(yīng)對(duì)結(jié)果影響不大。現(xiàn)用1/5尺寸的模型來驗(yàn)證此猜想。從上可以看出，厚度在λ/10范圍內(nèi)變化，對(duì)后向RCS不會(huì)造成實(shí)際性的影響。故以后我們均采用1mm厚的三角陣來仿真計(jì)算，以加快仿真速度。厚度(mm)0.0350.21后向RCS(dB)-14.81-15.01-15.282004.11.11電大報(bào)告會(huì)－西安站?CSTChina-Shanghai-完整模型結(jié)構(gòu)圖2004.11.11電大報(bào)告會(huì)－西安站?CSTChina-Shanghai-平面波設(shè)置2004.11.11電大報(bào)告會(huì)－西安站?CSTChina-Shanghai-3D散射方向圖2004.11.11電大報(bào)告會(huì)－西安站?CSTChina-Shanghai-2D散射方向圖后向RCS2004.11.11電大報(bào)告會(huì)－西安站?CSTChina-Shanghai-靈敏度分析Theta＝15°（后向RCS）位于極靈敏區(qū)，對(duì)角度非常敏感而采用CSTMWS的數(shù)值仿真的靈敏度卻可以達(dá)到很高2004.11.11電大報(bào)告會(huì)－西安站?CSTChina-Shanghai-目次概述電大天線實(shí)例展示電大RCS實(shí)例展示電大天線仿真全過程演示電大RCS仿真全過程演示電磁仿真技巧匯總2004.11.11電大報(bào)告會(huì)－西安站?CSTChina-Shanghai-CSTMWS

培訓(xùn)教程電磁仿真技巧匯總2004.11.11電大報(bào)告會(huì)－西安站?CSTChina-Shanghai-基本概念：網(wǎng)絡(luò)理論H(w)x(t)y(t)H(w)=F{y(t)}/F{x(t)}S21(w)a1(t)b2(t)S21(w)=F{b2(t)}/F{a1(t)}路理論場理論2004.11.11電大報(bào)告會(huì)－西安站?CSTChina-Shanghai-基本概念：時(shí)域vs頻域S21(w)a1(t)b2(t)S21(w)=F{b2(t)}/F{a1(t)}時(shí)域S21(w)A1(w)B2(w)S21(w)=B2(w)/A1(w)頻域2004.11.11電大報(bào)告會(huì)－西安站?CSTChina-Shanghai-基本概念：時(shí)域vs頻域(2)S21(w)a1(t)b2(t)時(shí)域S21(w)A1(w)B2(w)而頻域則簡單為從f1掃頻至f2頻域欲求：頻率范圍為f1–f2a1(t)的信號(hào)帶寬要足夠包含f1到f2的范圍所以程序中要將fmin=f1/1.3和fmax=f2*1.32004.11.11電大報(bào)告會(huì)－西安站?CSTChina-Shanghai-基本概念：時(shí)域算法時(shí)域中的輸入信號(hào)關(guān)心的帶寬(e.g.1-6GHz)FFT時(shí)域分析時(shí)域中的反射信號(hào)FFT,ARF頻域中的反射信號(hào)Am{S11}S11versusfrequency相除不會(huì)錯(cuò)過一個(gè)響應(yīng)!2004.11.11電大報(bào)告會(huì)－西安站?CSTChina-Shanghai-頻帶范圍設(shè)置1、如待考察頻率為f1～f2（對(duì)點(diǎn)頻，f1＝f2），則Fmin＝f1/1.3Fmax＝f2*1.32、如主模的截止頻率為fcut，則必須保證Fmin＞fcutNO！2004.11.11電大報(bào)告會(huì)－西安站?CSTChina-Shanghai-善加利用PBA善加利用CSTMWS專有的PBA技術(shù)較稀疏的網(wǎng)格亦可完美逼近斜面和曲面結(jié)構(gòu)點(diǎn)／入網(wǎng)格總數(shù)CPU時(shí)間增益相對(duì)誤差10244,76630m0.4％20851,2002h2004.11.11電大報(bào)告會(huì)－西安站?CSTChina-Shanghai-CST專有技術(shù)：PBATM

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理想邊界擬合1998CSTMicrowaveStudio1.02004.11.11電大報(bào)告會(huì)－西安站?CSTChina-Shanghai-去掉小網(wǎng)格降低Ratio，去掉不必要的細(xì)小的網(wǎng)格，可大大加快仿真速度0.070.282004.11.11電大報(bào)告會(huì)－西安站?CSTChina-Shanghai-微帶端口范圍設(shè)置采用波導(dǎo)端口對(duì)微帶進(jìn)行饋電如介質(zhì)的介電常數(shù)為ε，厚度為h則可設(shè)置端口的高度＆寬度2004.11.11電大報(bào)告會(huì)－西安站?CSTChina-Shanghai-頻率和長度外推對(duì)場量漸變的結(jié)構(gòu)采用頻率外推和長度外推技術(shù)可計(jì)算超大電尺寸的模型高頻大尺寸結(jié)構(gòu)低頻小尺寸結(jié)構(gòu)2004.11.11電大報(bào)告會(huì)－西安站?CSTChina-Shanghai-真實(shí)模型逼近分析對(duì)于形狀復(fù)雜結(jié)構(gòu)，采用真實(shí)模型逼近分析可最大限度的保證仿真結(jié)果真實(shí)可信2004.11.11電大報(bào)告會(huì)－西安站?CSTChina-Shanghai-結(jié)果后處理模板結(jié)果后處理模板（Results->TemplateBasedPostprocessing）功能非常強(qiáng)大，可用其替代很多已往必須依靠自編VBA來實(shí)現(xiàn)的功能（如自動(dòng)進(jìn)行收斂性分析），并極大的擴(kuò)展了優(yōu)化和參數(shù)掃描的范圍單個(gè)數(shù)值一維曲線眾多模板掃描對(duì)象優(yōu)化目標(biāo)一網(wǎng)打盡2004.11.11電大報(bào)告會(huì)－西安站?CSTChina-Shanghai-自動(dòng)收斂性分析（一）現(xiàn)以系統(tǒng)自帶的偶極子天線（Help->ExamplesOverview->TransientAnalysisExamples->Antennas->DipoleAntenna）為例講述利用結(jié)果后處理模板來自動(dòng)進(jìn)行收斂性分析的全過程定義參數(shù)meshline賦初值10將其作為網(wǎng)格設(shè)置變量填入2004.11.11電大報(bào)告會(huì)－西安站?CSTChina-Shanghai-自動(dòng)收斂性分析（二）選擇結(jié)果后處理模板中的0DResults中的Farfield模板將PlotRange改為3DPlot后，OK確認(rèn)由此設(shè)置了遠(yuǎn)場增益模板2004.11.11電大報(bào)告會(huì)－西安站?CSTChina-Shanghai-自動(dòng)收斂性分析（三）在瞬態(tài)