cst叢書18算例電大lc雙頻波紋喇叭

仿真概述使用T求解器使用F求解器總結(jié)比較2

電大L/C雙頻波紋喇叭CST

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仿真概述3

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背景介紹在地球站通信中，使用了制冷參放，其本身的噪聲溫度很低，因此對(duì)天線噪聲溫度和饋源系統(tǒng)所貢獻(xiàn)的噪聲溫度引起了高度的重視。這就要求天線及饋源系統(tǒng)的噪聲溫度低，天線效率高。頻譜復(fù)用等技術(shù)的發(fā)展，對(duì)天饋系統(tǒng)的交叉極化要求也很高。天線饋源多采用波紋喇叭，主要具有旋轉(zhuǎn)對(duì)稱、低副瓣等特性。地面站常用的L(1.12-2.6GHz)和C頻段（3.4-6.65GHz)。4

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仿真概述仿真模型：本例中的電大喇叭口徑800mm，長1850mm，最小波紋寬度0.25mm，共有220個(gè)波紋，雙槽波紋使天線在L、C雙頻工作仿真內(nèi)容：使用CST的時(shí)域和頻域求解器分別對(duì)該天線進(jìn)行仿真并對(duì)比5

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模型描述雙頻波紋喇叭圓波導(dǎo)主模TE11模饋電。L波段電尺寸1850mm/200mm近10個(gè)波長，

C波段電尺寸1850mm/50mm近40個(gè)波長。6

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模型描述精細(xì)波紋結(jié)構(gòu)，齒槽寬從0.25mm漸變至2.1mm遍布整個(gè)喇叭縱向長度。喇叭總長1850mm，典型的米級(jí)和微米級(jí)共存復(fù)雜結(jié)構(gòu)。7

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模型描述下圖是波紋喇叭內(nèi)的雙槽結(jié)構(gòu)，對(duì)應(yīng)1.6GHz和5.8GHz的四分之一波長。8

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CST微波2

采用MWS-T求解器仿真9

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導(dǎo)入SAT模型選擇Modeling選項(xiàng)卡，依次點(diǎn)擊Import/Export

3DFiles

SAT/SAB(R1-R23)…,在彈出的Import

3D

CAD框中選擇要導(dǎo)入的horn.sat文件，導(dǎo)入后的模型如下圖：10

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!T仿真統(tǒng)計(jì)計(jì)算時(shí)間：6GPU

2小時(shí)01分鐘網(wǎng)格數(shù)：1.99億六面體網(wǎng)格 占用內(nèi)存內(nèi)存:21.7GB11

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!T仿真結(jié)果S11結(jié)果12

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!T仿真結(jié)果1.6GHz喇叭口徑電場分布13

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!T仿真結(jié)果5.8GHz喇叭口徑電場分布14

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!T仿真方向圖L波段1.6GHz主極化15

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!T仿真方向圖L波段1.6GHz交叉極化16

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!T仿真方向圖L波段1.6GHz17

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!T仿真方向圖C波段5.8GHz18

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CST微波3

采用MWS-F求解器仿真19

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F仿真統(tǒng)計(jì)計(jì)算時(shí)間：12核CPU,45小時(shí)50分鐘網(wǎng)格數(shù)：273萬四面體網(wǎng)格 占用內(nèi)存內(nèi)存:111.4GB20

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S11對(duì)比21

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方向圖對(duì)比（1）L波段1.6GHz22

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方向圖對(duì)比（2）C波段5.8GHz23

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仿真資源對(duì)比L/C雙頻波紋喇叭的仿真資源統(tǒng)計(jì)如下表所示：時(shí)域求解器頻域求解器網(wǎng)格數(shù)199,998,6562,723,240仿真時(shí)間2h,01m,25s45h,50m,45s使用內(nèi)存21.7GB111.4GB24

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仿真結(jié)果統(tǒng)計(jì)對(duì)比L/C雙頻波紋喇叭的仿真結(jié)果統(tǒng)計(jì)如下表所示：時(shí)域求解器頻域求解器1.6GHz（L波段）5.8GHz（C波段）1.6GHz（L波段）5.8GHz（C波段）駐波比1.041.021.021.08增益18.7dB24.0dB18.8dB23.6dBE面波束寬度22.4°12.7°22.3°13.0°H面波束寬度22.3°8.6°22.3°8.9°45°交叉極化-40.9dB-18.6dB-41.4dB-17.3dB25

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小結(jié)T+GPU是本算例較有優(yōu)勢(shì)的算法，一次仿真2小時(shí)，能到寬帶結(jié)果，且耗費(fèi)較小的內(nèi)存（21.7GB）頻域有限元為了得到精確的結(jié)果需要耗費(fèi)較大的內(nèi)存（111GB）和時(shí)間（46小時(shí)）才能完成類似雙頻電大復(fù)雜結(jié)構(gòu)天線的仿真通過對(duì)時(shí)域和頻域求解器結(jié)果的比較，驗(yàn)證了結(jié)果的正確性26

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