电磁仿真CST入门教程.docx

电磁仿真CST入门教程.docx

《电磁仿真CST入门教程.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《电磁仿真CST入门教程.docx（37页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

电磁仿真CST入门教程

1.1软件介绍

CST公司总部位于德国达姆施塔特市，成立于1992年。

它是一家专业电磁场仿真软件的提供商。

CST软件采用有限积分法〔FiniteIntegration〕。

其主要软件产品有：

CST微波工作室一一

三维无源高频电磁场仿真软件包〔S参量和天线〕

CST设计工作室一一

微波网络〔有源及无源〕仿真软件平台〔微波放大器、混频器、谐波分析等〕

CST电磁工作室一一

三维静场及慢变场仿真软件包〔电磁铁、变压器、交流接触器等〕马飞亚〔MAFIA〕——

通用大型全频段、二维及三维电磁场仿真软件包〔包含静电场、准静场、简谐场、本振场、瞬态场、带电粒子与电磁场的自恰相互作用、热动力学场等模块〕

在此，我们主要讨论“CST微波工作室〞，它是一款无源微波器件及天线仿真软件，可以仿真耦合器、滤波器、环流器、隔离器、谐振腔、平面结构、连接器、电磁兼容、IC封装及各类天线和天线阵列，能够给出S参量、天线方向图等结果。

1.2软件的根本操作

1.2.1软件界面启动软件后，可以看到如下窗口：

用户界面介绍

123根本操作

1）.模板的选择

CSTMWS内建了数种模板，每种模板对特定的器件类型都定义了合适的参数，选用适合自己情况的模板，可以节省设置时间提高效率，对新手特别适用，所有设置在仿真过程中随时都可以进行修改，熟练

者亦可不使用模板

模板选取方式：

1,创立新工程File—new2,随时选用模板File—selecttemplate

模板类型

2〕设置工作平面

模板参数

首先设置工作平面（Edit-workingPlaneProperties）

将捕捉间距改为1

〔通过鼠标来输入曜标〕

恰当的设置工柞平血町

帮助您帝确定位

捕捉何距

〔取击亂标位置分辨率〉

丁作平面犬小

Help->QuickStartGuide）依次进行

以下步骤可遵循仿真向导

1）设置单位（Solve->Units）

当疝步骤

已完成步骤

Trtnxi«nt

Jfelp

ySetuni

』S*tbaekfTfiiUitdmater

QiijickStartCkiide

未完成步骤

适宜的单位可以减少数据输入的工作量

ihiiiii^di-csriinibiATT5Tn>r-&

XiL+E±-<-也**吧Cnrwtqj・nr|adiffalikjlandcc闖.

_iD«W>wnli

•_IHblnfa

_dbun

JL冶倚

*OPEL

_jW<^

QJW^te

£jLlXTlHHi[knefriH—IPhiwWWWLiptrti

—itHic-iinn加鼻UihtWHC^h叭

_jUohdpHrratunjPrtiwL

□l£HMrti

_J3D.

空扛-

&iH-kpEani

ItfltflklE

%r■一fWWT

.宙|rsUa-r

*liairsiifictR.

—戸』llaarBls

EiaUhwlori.

■□■*<«■lOilXX

BE

Dinenscn^:

TgfrpgrdUirg:

Kebin

Frequency：

Time：

2〕能够创立的根本模型

GHz

Voltage：

Rdistance:

Current:

Conductance:

球体

I附淮

拉伸

椭恻林&

圆柱矽圆环匕

方块■

3〕改变视角

（令0<3

雀qa

1

1

Rotate|

I-

n

RotateViewPlanePanDynamicZoomZoom

ResetViewToStructure

ResetView

Themodesettingaffectsthebehaviorasfollows:

□Rotate:

Thestructurewillberotatedaroundthetwoscreenaxes.

□RotateVi&wPlane：

Thestructurewillberotated泊thescreen'splane

口Pan:

Thestructurewillbetranslatedinthescreenplmn它followingthemousecursormovement,

□DynamicZoom:

Movingthemouseupwardswilldecreasethe200mfactorwhil巳movingthemousedownwardsincreasesthezoomfactor

□Zoom:

Inthismode日rubberbandrectanglewillbedefinedbydraggingthemouse.Afterreleasingtheleftmousebutton,thezoomfactorandtheviewlocationwillbeupdatedsothattherectanglefilsupthescreen.

快捷键为：

□Ctrl\SameasTotale"mode.

□Shift:

Sameas“planerotation"mode.

□Shift+Ctrl:

Sameasupan,rmode.

视觉效果的改变:

DrawingplaneWireframe

4）几何变换

四种变换：

口Translate:

Thistransformationappliesatranslationvectortotheselectedshape.

□Scale:

Bychoosingthistransformationyoucanscaletheshapealongthecoordinateaxes.Youmayspecifydifferentscalingfactorsinthedifferentcoordinatedirections.

□Rotate:

ThistransformationappliesarotationoftheshapearoundacoordinateaxisbyafixedangleYoumayadditionallyspecifytherotationcenterintheOriginfield.Thecentermayeitherbethecenteroftheshape（calculatedautomatically）oranyspecifiedpoint.Therotationang怡andaxissettingsarespecifiedbyenteringthecorrespondingangleintheentryfieldforthecorrespondingaxis.（e.g.entering45intheyfieldwhileleavingallotherfieldssettozeroperformsarotationaroundtheyaxisof45degrees.）

□Mirror:

Thistransformationallowsyoutomirrortheshapeataspecifiedplane.ApointonthemirrorplaneisspecifiedintheOriginfieldandtheplanesnormalvectorisgivenintheMirrorp/anenormalentries.

5〕图形的布尔操作

四种布尔操作：

5h-dXD

□Add:

Addthesecondshapetothefirstone.Keepsthecomponentandmaterialsettingsofthefirstshape.

□Subtract:

Subtractthesecondshapefromthefirstone,Keepsthecomponentandmaterialsettingsofthefirstshape.

□Intersect:

Intersectthefirstwiththesecondshape.Keepsthecomponentandmaterialsettingsofthefirstshape.

□Insert:

Insertthesecondshapeintothefirstone.Keepsbothshapeswhileonlychangingthefirstshape.

例如:

立方体欄加〞圆球

&詛1

两物体“相交"

2,选择第一个物体〔立方体〕

这里以“减〞来说明具体操作

1,两种不同材料的物体

Objects->Boolean-'Subtract

3点击工具栏上的图标叵或在主菜单项选择择

4,选择第二个物体〔圆球〕

6〕选取模型的点、边、面

5,回车确定

对每种“选取操作〞，都必须选择相应的选取工具。

从主菜单

Objects—>Pick—>PickPoint/…..或从工具栏上选择均可:

Pickedgemidpoints1Pickpointsoncircles

Pickfaces

PickedgeendpointsPickedges

Pickcirclecenters

Pick怕cecenters

7〕倒直角和倒圆角

选取的棱边经常被用来倒直角或倒圆角

工具栏中的

8〕拉伸、旋转和渐变

对被选端面，可以进行拉伸、旋转和渐变操作

9〕坐标变换

CSTMWS中有两套坐标系统

1.全局坐标系〔X，丫，Z〕很多功能只针对它有效；

2.工作坐标系〔U,V，W〔简称WG〕可方便的用它创立倾斜物体

全局晦标系工作坐标系

物•旳与所选曲对齐

筒wc$与所选棱边对齐

10〕创立曲线

回如-：

-&电a

）Dnlitlcd-匚刃KECXDIA7F5THIII0

[Hi阳gK5

I血・4EI>

Irt-uJi-!

-JCwnpiHwri-t

EfiJ-iu...5CT-lrewi

]：

口・卑ii2K5」4JUIH*山5«Lh-—lu

皿M□鼻曲I""t

"Flfe皐

In^wrwnil--J

命啦

*VaCULTh

-J阪e?

--JCurves-^CU>A3

IWC$

_JWires

_JLufinpedEkfncrtsIPI"V¥X

—IPwU

JBaltjhEn_jFWd他讨亦_l¥trttageMbrtHors_JPratws

_jLDRAiilii_j；iDr：

Juil眄nfrs_JFjdiekls

~n

11〕创立平面导线

可以利用曲线来创立有限宽度和厚度的导线

12〕求解器的选择

所有的设置完成后，便可设置求解器，准备求解，CSTMWS提供了

时域、频域和本征模三个求解器，其中时域求解器为MWS的专长，应用范围最广，精度最高。

设置时域求解器

点击工具栏上图标

!

t

或从主菜单项选择择Solve->TransientSolver

■餐鼓励的端【1K所有端II

N选宦的端口乳某个特定端口

獄励信号类亀

1、高斯脉冲

2、矩形脉冲

3、用户自定义

求#m度

开始时城求解

忧化

翻开自适应网格加密

天线计算的步骤

1.Selectanantennaprojecttemplate

2.Setunits（optional）

3*Setbackgroundmaterial（optional）

4.DefinEstructure

5.Setfrequencyrange

6.Set（open）boundaryconditions（optional）

7.Defineexcitationports

8.Set（farfield）monitorsand/orprobes

9.Specifyfarfieldresultprocessingtemplates（optional）

10.Starttransientsolver

11.Analyzeresults（inputimpedance,farfields,etc.）

2、微带天线仿真

求解的问题

分析一个圆形贴片天线，给出S参量和方向图。

Alldimensionearggiv^rinmm

CircleCenter

结构及尺寸如下图。

模型分解：

见需要建的模型分解成根本模块或能用根本模块通过一定的操作的模块。

、仿真分析

1〕选择模板

注意：

即使选择了模板，也要检查单位和背景材料设置是否正确

2〕设置单位

E.E.I1*ElJIIE?

Cima阳昨hlsd*iS^X*^I|q--?

iTii^tQ«La

.暫如・

Pflhscip-^aMl|v<4ria]

&fndawLKT

Iwj.\a

|二rX・■；"*"liJ

/XG>0a/诂■

FifeII

）im*si.vPvlv..

1hrLtfrilm-,.

Ti-iiii口o*ra

―I'■nrr（mwfti二1耳血垃

__|F.tri2JClI¥K

_l

._1101写1E

2JPtFii!

界齐4

_lJPttG_JiWRwrw

□Exaiamn

nj■讪碑—Ipi如.

R二|血jgud_lIDRMwj■曲

frrB^R1iwWipqlT

■li-hBilBoulm-.

田Yj^laiBIbbilaraCJ1£4491..

3）设置背景材料

ElIiiiTC£CwmObj«^Lxftiu.

_|匚nmprwfvK

9PEC

*Vkuliti

_JFaC44

_JCurws

_Jwcs

—JWlrc^i

JLkHifwilHmywi昭

_JPkiwWm

□Purts

_JEiocilftionSiqn^_JFMdMn血g_J咻Muflitore_JPrutm

_JlDRcaJts

_J2D<™底psi*K

_JFan-IMA

Z*bu1LaIj

Bwzkp*lur.diJ.

M*^3Ll|

t44Tii«ryCm4iViw

豊*电訓Ld・TmIl.

口LtmIvn...

Eiol«lain£i.口al*

尖.11Moa.1tslTEV^llLfaP?

j-J*:

ari.fralrtl：

4）建模

（1）设置工作平面

1^1DaLillnd.-匚STEECR）0RA7ESTUDIO

口口口口口□口口□口口□口口

C-ofiTl^b-irL-aCLi^u-i

[■aril■

到HiELirirLieL

CklnliL'i-or

forkingPlaneProperties

Raster

Width:

|2

7Auto

Snap轩泊th:

PSnap

（2）创立介质方块

绘制介质板

定义介质板材料

］材云5

最终可得:

（3）创立接地板

通过“Extrude〞工具拉伸被选面来创立地板

选择介质板底面:

使用“Extrude〞工具:

£>l-i—J4ii"lw——g»wi【冠■«霜M.n]HkL>3■jrrn

-JCiaiimMh

：

conuow]-出*■

*PEC

*MMtiPfl

*n'jviirri

ILk〞

Jrunm

_ism

—IWi*i

_iLifwwd

-JHW#«f

_JPnrh

_JFmlMm-U^vriL」

_lIs

_1fnAv.

_l

_l20炖

_|FjtMIa

弘oi・

FUilVvSmh

Fan&«!

!

■£Tm|^沁JhJuuTZ

■farJ

LA^U.■-：

-!

■：

l<9ILM1

h-L・s

Ell!

|Liiiq.Cwraq^rili|aANf|pv^.-i>1|

■Li4Lk和*#缶夕Q.D4吉4匚■%%*Jii■・話七I

囲悄牛處*UAL斗IS*・■■•*h--ZZ&G*ZN■44-hin•

HBl%奇■"*P-i■测旦■U・翌

aFl_JJiaUb

■1thfi■■■■B*

（4）创立贴片

选择“Cylinder…〞命令创立带厚度的圆形贴片

|^|Dix'LiLind-C5TKCCI»IA7ESTUDIO

IThWii.Kiid[吩岷,]■“

叵第-：

-冬电Q毎曲

骂霑叫曲・■*祇出

~J匚〔Xlhpa•由IFID

¥la抚牝巧心a

中5EC

•殳如曲

•VBCAJUT1

□Fmi»

_jCu*^k

—IWD5

□Wtm

Il.

_IPWw*+

LJPwU

IEudtdtiotl勺®出

_JflfiilMiHiihjn

―IVdtagrMkjn^ws

JProbe吕

_J1DRjKLilL

口m/3DRrsutfi;

JFjrikH^

PdU3±E

@Clbu*rufke

BiiieSkipn

Fh=SC

tk"©■pwmi.

〞Exbmld

0Fk>i.iJ.i...

;"T

|AB!

l

c1〞

ZX

fIfndc

・』SflMF-fc

Cri

Eilafi-LiEilCyliahrCm

Twas

ifhdFits...

（5）创立馈电同轴线

馈电同轴线用做鼓励源。

因为馈点位于圆形贴片的非对称位置,

采用工作坐标系比拟好。

定义工作坐标系:

@Untitled-CST口仁助■强匝STUDIO

[Int11Ifcil-[：

XTl[C：

KpWA?

^$TUD.10

LsctlCo«rSyst«i

l-J

Eil«EJH吐證CamioijtctiU

Le

-_JCaiiipijriBrit&t1aCXMrpCDHT

-_j也怖fifk

申PEC

*Sdn-trate审Vaojun

O-a£jnALvrtlCAtiu-dm&Lva...

SL-aLaleLc-rilCD&rdi*Li«x..«"Z“哎「血

VcuiirtLh«1Co«rdLGiit«5...

4a吕

I'iFinaLacalCaar[lLr.i.Lax.匡JUliLtAl^e«lt4«rdL>.i.L4i.

壓Cz适pl|t*iivtLocil..

Fzee

Fmbs

Eirves

WC5

UVir卓

LumpedElevrRfzn悟他w陪

^Lala+W

ar口uni!

V

U3X

ShiElfV

katlU+W*

irgEng賢

WK

Shift+V

feKtt+«r

iroimdI

■udE

ShiEt+B

Rwtt

一]EKcit^tmn喬_|FieldMonitor■_JVottegeMton_|Prdli&s

□IDResults

I20/3DRehjI

□fmm

AIj护.ItSvlLhJ9ilui<

Ali

AlienICS；rithTEHim

TCSaiLliIffHim

*

AlimITS・i.Lh¥¥Hum

」CaniponeiilLs+霁cuirp-CHifihJMaterials

QPK

中Substrate

•Vaojum

_JFjcih—Imrw?

□wes

□Wlr>e$

_|LumpedElm114^0?

Wjvp

□Ports

CJCxclitdtbon5li_jFieldMojintui_|VdlGjigRMrm一IProbw口IDResults

□.3D/3DR^J.ifjirfiEfd^

■martLoicdC^crdiMltr

Ktttit+90"ur>>undUvis-

串+90"VsU-Li-

Ketits+M"u-aundBu,li.

TCS刊也KZMme

«s刑也nHuit

ShLfi.+U

Shift+V

ShLfL+T

FixTCS

Mien*C5曰碍曲fluit

AlipiKS的让WFlin*

StiaraCttr«nt.K£.

WoveLocalCogEdiitatee»

DU:

DV:

DW:

厂Moveinglobalsystem

Intersect!

on

在工作坐标系中，创立两个圆柱即可构造馈电同轴线。

一、同轴线的介质体

Thanewshapm（hicNglited）Transp.Icomponsntl:

scidi

intersectswiththeoldshapeTransp.|cornponentl：

SutEtrate

PlaafiQ対setcnsof廿归hoolsancomblnatiorEi

CNona

广［nserthlghtfited?

hape

广Trimhighltfited?

hape

0i^t