CST MWS 与 CST DS 联合仿真结果是3天和3年的差别
时间:10-02
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原文作者:微波仿真论坛linfenghan 在此感谢作者的劳动成果
此贴转自微波仿真论坛:http://bbs.rfeda.cn/read-htm-tid-73052-page-1.html
这方面中文资料很少,不得已只能看帮助文档和仅有的一点资料了,走了很多弯路,所幸是慢慢摸索出了基本用法,看有同志在问这方面,我就抛砖引玉,写出自己的一些经验,希望得到有经验的童鞋的帮助和纠正,同时也为其他初学者提供一点资料吧。因为工程太浩大,先开帖子,逐步编辑更新吧。
个人需要用到CST MWS与CST DS联合仿真的背景:
1.天线很大,频带很宽,最高频率很高,结构比较复杂,网格很多,计算很慢
2.因为频带太宽,匹配很难做,如果每改小小一个参数就去做3D全波电磁仿真,一个参数修改需要20小时,一共用了超过10节的阻抗变化,可以设想这个时间。
3.所以设想是在CST MWS 中不对天线进行匹配,进行全波仿真,得到端口的网络参数,然后在CST DS 中专门做匹配部分,采用电路仿真。
4.最后做联合仿真。
再说一下以前的做法:
1)不进行匹配在CST里仿天线;2)在AWR MWO中计算匹配网络;3)将AWR里面的结构画到CST里全波仿真出现的问题:在AWR里很好的结构,全波仿真的时候出问题。
个人猜想的原因:在AWR MWO里面做的时候匹配网络的负载端是一个你设定好的阻抗,这个阻抗如果是点频的,你可以直接写进去,好算。问题是,对于UWB的天线,如果你手动去导出所有阻抗,数千个点,容易出错,而且效率低。另外,有些天线模型的端口阻抗你不好读出来,比如馈电点的位置特别尴尬的时候。所以最好在CST里面直接联合仿真。
天线模型:UWB天线
匹配部分:超过10节的阶梯阻抗变换器
频率范围:0-20G
我的操作步骤:(不一定正确,如果有错误还诚恳滴请求指正,十分感谢!)
1.在MWS里把天线算好,比如天线口的阻抗是150欧姆,那么馈电的微带线就用150欧姆,采用波端口激励,得到结果。
2.在主视窗(3D模型的那个窗口)的下方会出现MWS和DS的图标,分别是
![](../imgqa/mwt/hfss-cst/hfss-cst-3721rd.com-758555vqutxnwsyn.jpg)
![](../imgqa/mwt/hfss-cst/hfss-cst-3721rd.com-75856zymbibetlf4.jpg)
3.点击CST DS的图标,就进入到了如下的这个窗口
![](../imgqa/mwt/hfss-cst/hfss-cst-3721rd.com-75857y4dw5tebscz.jpg)
4.你可以在视图中看到你的天线已经被封装好,然后有若干个端口可供连接(端口数取决于之前你仿真天线时候的端口数)。
5.在左下侧你可以看到如下这个窗口:
![](../imgqa/mwt/hfss-cst/hfss-cst-3721rd.com-75858zfoo3jmbrri.jpg)
6.只需要选择对应的元器件,拖拽至建模的视窗就可以,然后连线,双击连线,连接好的线显示蓝色,未连接好的显示红色。
7.单击你选择的原件可以在下面的属性窗口看到该原件的一些参数值,按照你的设计对应去修改即可,这部分建模跟AWR和其他的很多电路仿真软件类似,很容易上手。
8.建模完了不要忘了跟你的天线连接起来。连接完了之后类似下面这张图:
![](../imgqa/mwt/hfss-cst/hfss-cst-3721rd.com-75859xcjrdbohges.jpg)
9. 所有的端口连接好了之后接下来是求解器的设置,点击simulation--new simulation task,出现下面的窗口
![](../imgqa/mwt/hfss-cst/hfss-cst-3721rd.com-75860rbeq0ixsmfz.jpg)
10.这里我关心的是S11,所以选择了S参数求解 ,设置好频带以及需要的S参数形式(在最后),单击OK,完成所有的连接、建模和设置。
11.按F5,或者选择左侧导航树中的tasks-S-Parameter,右键-update,即可看到结果
12.相应的参数扫描或者优化,与MWS类似,很好上手。
下面主要是给个比较,图1是天线和匹配网络联合仿真,调试后的结果图。
![](../imgqa/mwt/hfss-cst/hfss-cst-3721rd.com-75861hoyhqwjzy1y.jpg)
下面是单独的匹配网络得到的结果
![](../imgqa/mwt/hfss-cst/hfss-cst-3721rd.com-758622ctgmgd1n1r.jpg)
这里需要说明的是:单独看匹配网络的S11,貌似并不是最优的。我之前不加天线单独算匹配网络确实可以做到都在-15dB以下,但是接上天线就恶化了,毕竟在不同频点处的电抗分量是不一样的,所以还是应该要联合仿真加调试比较有意义。
在完成了这一步过后,还需要进行一次全波仿真来进一步验证,有三个原因,一是天线辐射以及具体的结构对匹配网络会有一些影响;二是因为有个小反射理论,在某些情况下,反射跟反射互相抵消可以得到更好的总的反射结果(切比雪夫多项式匹配网络就是基于这个理论);三是心里比较放心。虽然CST的help文档里面说自己的很准确。你能全信么。
进一步的全波仿真正在进行中,等结果出来再贴图跟上面的EM-Circuit Co-simulation的结果对比,就知道这样做对不对了。
以上是完全自己摸黑摸出来的一条路,大家如果有什么技巧和经验,还希望一起分享,一起进步啊~
TIPS:
如果是先在DS里做的电路,然后希望跟MWS连接,我的做法是在Block Selection Tree里选择相应的Block然后选取相应的文件,进行连接仿真就可以了;还有一个做法是打开MWS里仿好的文件,进入MWS里的那个DS窗口,将你之前在DS里做的电路全选,复制粘贴过去。
之前的全波仿真结果在快完成的时候,我心急了一点,结果软件给崩掉了···重新算了一次,见下面的图
上图是联合仿真0-20G结果,下图是全波仿真0-10G的结果,只仿了10G是想快点看到结果,验证方法的有效性,废话不多说,有图有真相
![](../imgqa/mwt/hfss-cst/hfss-cst-3721rd.com-75863o4zvl2z30rx.jpg)
![](../imgqa/mwt/hfss-cst/hfss-cst-3721rd.com-758640we1vifn44y.jpg)
再加上一张在originlab里画的比较图
![](../imgqa/mwt/hfss-cst/hfss-cst-3721rd.com-75865dw513qfa2fg.jpg)
从上图可以看出,全波仿真的结果甚至优于联合仿真的结果,起码说明了一点,就是,以上 的所有工作都是有效的,具体有点在于:
1.联合仿真只需要 1次初始的MWS全波仿真+DS里的参数扫描和优化+1次最后的验证性全波仿真
用的时间=25小时+1000个参数的优化(1小时22分)+25小时 =56小时22分
2.如果全部用全波仿真
用的时间=25小时*1000=25000 大于三年
多恐怖的数字。尼玛优势立显啊!
最后关于曲线不重合的解释:我的天线工作启示频率在0.7G,也就是说这个频率一下,天线不辐射,也就是说,天线对馈电网络是没有影响的,所以从图里看到,这两条曲线重合得非常好,而在大于这个频率的范围内,S11下降了,说明天线对辐射网络产生了一定的影响。
写得不错 很受用
居然转到了这里,哈哈
very good!
哈哈 原作者在这呢,盗了一次版:49bb
原作者还是四川的,呵呵
欢迎来交流
goood good good
方法不错,试试在说了
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虚位以待
非礼勿视
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very good!