教你如何利用CST计算单元天线及天线阵的相位中心
时间：10-02
整理：3721RD
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CST 微波工作室 软件可以很方便的计算出单元天线、天线阵的相位中心，下面以微带天线为例，给出了具体操作过程。
一、单元天线建模、设置和计算
首先我们需要完成模型的建立、边界条件的设置和计算。此天线的工作频率为7.5GHz。
图 1 单元天线结构
在模型建立后，我们需要设置背景材料、工作频率、边界条件和监视计算内容等，我们设置多计算带宽为5-10GHz。经过计算，我们得到我们需要的方向图等结果。
图2 立体增益方向图
二、单元天线相位中心的计算
在第一部分，我们已经完成了单元天线的建立、设置和计算，并得到了我们关心频点的增益方向图。
2.1、打开“远场绘图属性”
如图3所示，在主界面左侧的目录导航树中，找到当初设置监视的远场目录，点击鼠标右键，会显示“Plot Properties”并选中点击它。
图3 远场绘图属性
2.2、相位中心的计算
点击“Plot Properties”后，软件弹出“Farfield Plot”对话框。
在图中，我们选中“Phase Center”栏，如右图4。再选中“Calculate phase center”激活相位中心的计算状态。我们这时可以根据自己的需要进行不同设置，并计算出相位中心。
图4 相位中心设置
2.3、计算结果
相位中心是使用电场分布的Phi分量和Theta分量计算出来的，故在图4中，我们首先要选择不同的电场分量，我们在这里选取的是Theta分量；在计算平面上，选择了“Both”，意思是要计算E面和H面的平均相位中心的位置，其它设置如上图4。设置完后，点击“OK”，软件则马上计算出相位中心的位置并显示出来，这个计算过程大学只占用了几秒的时间。结果如下图5。
图5 单元天线的相位中心
计算结果显示在3D立体方向图在最下面，给出了距离坐标原点的相对位置坐标点和Sigma量。
三、天线阵相位中心的计算
在完成单元天线相位中心的计算后，我们以此天线为单元，计算出10 X 10 阵的相位中心。
在图4中，我们选择“Array”栏，在“Antenna Patterm”中点击“Antenna array”激活“Properties”按钮，并点击此按钮。软件会自动弹出新的对话框来设置天线阵的参数。
图6 天线阵激活界面
3.1、天线阵设置
在图5中点击“Properties”按钮后，软件弹出天线阵的设置界面，如下图。
图7 天线阵参数设置
我们需要设置的是10 X 10 阵，单元天线在X、Y方向上的间距都是50mm(和结构建立的单位相同)，所有的天线元都是同幅同相激励，具体设置如图7。如需要进行非等幅非同相的激励，则需要点击图7中的“Edit antenna list”进行设置。在设置完后，点击“OK”退出图7界面返回到图6界面，再点击“OK”，软件开始计算此天线阵的相位中心。结果如下。
如需察看不同电场分量、不同计算平面的相位中心，则需要返回到单元天线相位的设置（图4）中重新设置，并按照图6、图7 的设置得出天线阵的相位中心。整个天线阵相位中心的计算是非常快的，大约在几秒钟时间完成。
一、单元天线建模、设置和计算
首先我们需要完成模型的建立、边界条件的设置和计算。此天线的工作频率为7.5GHz。
图 1 单元天线结构
在模型建立后，我们需要设置背景材料、工作频率、边界条件和监视计算内容等，我们设置多计算带宽为5-10GHz。经过计算，我们得到我们需要的方向图等结果。
图2 立体增益方向图
二、单元天线相位中心的计算
在第一部分，我们已经完成了单元天线的建立、设置和计算，并得到了我们关心频点的增益方向图。
2.1、打开“远场绘图属性”
如图3所示，在主界面左侧的目录导航树中，找到当初设置监视的远场目录，点击鼠标右键，会显示“Plot Properties”并选中点击它。
图3 远场绘图属性
2.2、相位中心的计算
点击“Plot Properties”后，软件弹出“Farfield Plot”对话框。
在图中，我们选中“Phase Center”栏，如右图4。再选中“Calculate phase center”激活相位中心的计算状态。我们这时可以根据自己的需要进行不同设置，并计算出相位中心。
图4 相位中心设置
2.3、计算结果
相位中心是使用电场分布的Phi分量和Theta分量计算出来的，故在图4中，我们首先要选择不同的电场分量，我们在这里选取的是Theta分量；在计算平面上，选择了“Both”，意思是要计算E面和H面的平均相位中心的位置，其它设置如上图4。设置完后，点击“OK”，软件则马上计算出相位中心的位置并显示出来，这个计算过程大学只占用了几秒的时间。结果如下图5。
图5 单元天线的相位中心
计算结果显示在3D立体方向图在最下面，给出了距离坐标原点的相对位置坐标点和Sigma量。
三、天线阵相位中心的计算
在完成单元天线相位中心的计算后，我们以此天线为单元，计算出10 X 10 阵的相位中心。
在图4中，我们选择“Array”栏，在“Antenna Patterm”中点击“Antenna array”激活“Properties”按钮，并点击此按钮。软件会自动弹出新的对话框来设置天线阵的参数。
图6 天线阵激活界面
3.1、天线阵设置
在图5中点击“Properties”按钮后，软件弹出天线阵的设置界面，如下图。
图7 天线阵参数设置
我们需要设置的是10 X 10 阵，单元天线在X、Y方向上的间距都是50mm(和结构建立的单位相同)，所有的天线元都是同幅同相激励，具体设置如图7。如需要进行非等幅非同相的激励，则需要点击图7中的“Edit antenna list”进行设置。在设置完后，点击“OK”退出图7界面返回到图6界面，再点击“OK”，软件开始计算此天线阵的相位中心。结果如下。
如需察看不同电场分量、不同计算平面的相位中心，则需要返回到单元天线相位的设置（图4）中重新设置，并按照图6、图7 的设置得出天线阵的相位中心。整个天线阵相位中心的计算是非常快的，大约在几秒钟时间完成。
我想问一下Sigma是什么意思啊
好东西
这里只是做了整理，希望能给大家带来便利
好好补补cst的知识
共形阵：已经进行了相位修正，然后以某点为中心进行幅度加权，算得远场，再通过此后处理，反算出相位中心，再以此相位中心点为阵列中心进行幅度加权，这样的思路可靠吗?
非常感谢小编的支持，我会了
好东西，收藏了！
想问问，计算得到的相位中心坐标是相对于天线建模的坐标系原点，相对天线的具体位置要进行换算，这样理解对吗?
感觉算出来结果不对，跟HFSS计算的差很多
学习了、
为什么用ARRAY功能算出来的天线阵增益结果不对呢?例如，我单个阵列增益为25.76dB，若要12个阵拼一起，那么增益应该就是25.76dB+10log12=36.56dB嘛，但是结果显示的是37.95dB，这是怎么回事呢?
好东西啊
好东西
我想问一下Sigma是什么意思啊