CST仿真實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)報(bào)告

1、電子科技大學(xué)自動(dòng)化工程學(xué)院標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)報(bào)告（實(shí)驗(yàn)）課程名稱微波技術(shù)與天線電子科技大學(xué)教務(wù)處制表電子科技大學(xué)實(shí)驗(yàn)報(bào)告學(xué)生姓名：學(xué) 號(hào)：指導(dǎo)教師：實(shí)驗(yàn)地點(diǎn)：實(shí)驗(yàn)時(shí)間：一、實(shí)驗(yàn)室名稱：C2-513二、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目名稱：微波技術(shù)與天線CST 仿真實(shí)驗(yàn)三、實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)：6 學(xué)時(shí)四、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?、矩形波導(dǎo)仿真(1)、熟悉CST仿真軟件；(2)、能夠使用CST仿真軟件進(jìn)行簡(jiǎn)單矩形波導(dǎo)的仿真、能夠正確設(shè)置仿真參數(shù)，并學(xué)會(huì)查看結(jié)果和相關(guān)參數(shù)。2、帶銷釘T接頭優(yōu)化(1)、增強(qiáng)CST仿真軟件建模能力；(2)、學(xué)會(huì)使用CSTM參數(shù)掃描和參數(shù)優(yōu)化功能。3、微帶線仿真學(xué)習(xí)利用CST仿真微帶線及微帶器件。4、設(shè)計(jì)如下指標(biāo)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(shí)驗(yàn)內(nèi)容：1、矩形波導(dǎo)仿真（1）、熟悉CST仿真軟件的基本操作流程；（2）、能夠?qū)匦尾▽?dǎo)建模、仿真，并使用 CST的時(shí)域求解器求解波 導(dǎo)場(chǎng)量；（ 3） 、在仿真軟件中查看電場(chǎng)、磁場(chǎng)，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(duì)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(xué)習(xí)微帶線的端口及邊界

3、條件的設(shè)置。4、微帶低通濾波器設(shè)計(jì)（ 1） 、根據(jù)參數(shù)要求計(jì)算濾波器的各項(xiàng)參數(shù)；（ 2） 、學(xué)習(xí)微帶濾波器的設(shè)計(jì)方法；（3）、利用CS傲件設(shè)計(jì)出符合實(shí)驗(yàn)要求的微帶低通濾波器。六、實(shí)驗(yàn)器材（設(shè)備、元器件）：計(jì)算機(jī)、CS做件。七、實(shí)驗(yàn)步驟：（簡(jiǎn)述各個(gè)實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)步驟）1、矩形波導(dǎo)仿真：.建模：建立矩形波導(dǎo)的模型（86.4mm*43.2mm*200m）m.設(shè)置 端口；.設(shè)置頻率：將頻率設(shè)置為2.17-3.3GHZ,仿真高次模的時(shí) 候?qū)⑸舷揞l率設(shè)置成 6GHz.仿真；.端口計(jì)算，場(chǎng)監(jiān)視器： 得到S11圖以及場(chǎng)分布圖；.計(jì)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(shè)置端口

4、；.設(shè)置邊界條 件；.設(shè)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(shè)置端口；.設(shè)置邊界條件；. 設(shè)置頻率；.仿真；.掃參；.優(yōu)化4、微帶低通濾波器設(shè)計(jì)：.根據(jù)指標(biāo)選擇濾波器階數(shù)；.確定原型電路；.確定基本結(jié) 構(gòu)；.在CST中，利用理想元件來驗(yàn)證；.利用CST時(shí)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(jì) 算特定阻抗的微帶長度八、實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析：1、矩形波導(dǎo)仿真：矩形波導(dǎo)模型及端口圖S11參數(shù)圖f=3時(shí)的電場(chǎng)圖f=3時(shí)的磁場(chǎng)圖計(jì)算f=5.2時(shí)的電場(chǎng)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(shí)的磁場(chǎng)圖（高次模）高次計(jì)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(biāo)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(chǎng)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(chǎng)圖4、微帶低通濾波器設(shè)計(jì):模型圖優(yōu)化前的S db圖理想原件驗(yàn)證圖九、實(shí)驗(yàn)結(jié)論：1 .使用CST對(duì)矩形波導(dǎo)進(jìn)行建模，并求解波導(dǎo)場(chǎng)量(如圖 1-3圖1-6),在仿真 軟件中查看電場(chǎng)、磁場(chǎng)，求解相位常數(shù)，端口阻抗(等基本參數(shù)。2 .使用CST對(duì)帶銷釘T接頭建模，使用CST參數(shù)優(yōu)化功能對(duì)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(duì)帶微帶線建模，進(jìn)行微帶線的端口及邊界條件的設(shè)置，使用 CST 參數(shù)優(yōu)化功能導(dǎo)帶寬度進(jìn)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(jì)算

8、濾波器的各項(xiàng)參數(shù)，學(xué)習(xí)微帶濾波器的設(shè)計(jì)方法，利用CST 軟件設(shè)計(jì)出符合實(shí)驗(yàn)要求的微帶低通濾波器。十、思考題：1、矩形波導(dǎo)仿真：(1)、使用CST MICROWAVE STUDIO對(duì)矩形波導(dǎo)仿真需要幾個(gè)步驟？建模，設(shè)置端口，設(shè)置頻率，仿真，端口計(jì)算，場(chǎng)監(jiān)視器，參數(shù)計(jì)算(2)、計(jì)算3GHz下的相位常數(shù) 和波導(dǎo)的特性阻抗Z,并同仿真結(jié)果比較，填 寫下表。要求：給出計(jì)算 和Z的過程。表1 3GHz波導(dǎo)相位常數(shù)與特性阻抗計(jì)算值與仿真結(jié)果比對(duì)相位常數(shù)特性阻抗計(jì)算值51.2418462.261CST仿真結(jié)果51.3421461.357(3)、從仿真的各個(gè)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(chǎng)分布圖和上表面的磁場(chǎng)分布圖。電場(chǎng)分布圖：磁場(chǎng)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(duì)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(dòng)s11參數(shù)變化如上(2)、給出你的最佳優(yōu)化結(jié)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(yīng)該如何設(shè)置？觀察并貼出你仿真所得的微帶線端口的電場(chǎng)和 磁場(chǎng)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(dǎo)帶寬度)。介電常數(shù)為3.48,板厚為0.762mm,導(dǎo)帶寬度為1.753mm4、微帶低通濾波器設(shè)計(jì)：(1)、簡(jiǎn)述微帶低通濾波器的設(shè)計(jì)步驟.根據(jù)指標(biāo)選擇濾波器階數(shù)；.確定原型電路；.確定基本結(jié)構(gòu)； 在CST中，利用理想元件來驗(yàn)證；.利用CST時(shí)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(jì)算特定阻抗的微帶長度(2)、給出你的最終設(shè)計(jì)結(jié)果，包括尺寸截圖和最終優(yōu)化結(jié)果。優(yōu)化結(jié)果卜一、總結(jié)及心得體會(huì)