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天線---CST應用

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在無線通訊方面，天線的設計和應用需要高性能的模擬仿真技術。這些天線通常結構復雜且電長度大。此外，在自由空間中的輻射仿真要求相當?shù)木_度。

CST微波工作室(CST MICROWAVE STUDIO®)可用于各類天線及天線系統(tǒng)的仿真和設計。它包括微帶、波導和螺旋天線。程序提供包括三維或二維（直角坐標和極坐標）近場場圖、遠區(qū)方向圖、增益和輻射吸收率等結果。

以下為各種天線的計算實例：

陣列天線
cst　
不單單只是陣列： CST微波工作室提供多種計算天線陣列的可能性。最精確的方法自然是直接計算整個天線結構或它盡可能大的部分，因為它把所有相鄰的天線單元間的影響也一并考慮進去了。這種方法通常使計算量大大增加。不過，對于CST微波工作室所采用的時域法來講仍是可以計算的。若鄰近單元的影響較小，則對于陣列的遠區(qū)方向圖的計算我們可在后處理器完成。另外，微波工作室具有周期邊界條件。

螺旋天線陣

成形口輻射陣

耦極子陣

喇叭天線
cst　
這是一個同軸饋電、有介質(zhì)錐加載了的喇叭天線。通過一次時域計算，用戶便可得到在寬帶上所有頻點處的近場電磁分布及遠場方向圖。

三維遠場方向圖

喇叭口面處電場y分量的分布

八角天線
cst　
這是一個包含八個貼片天線的八角天線。它通過一個微帶分配網(wǎng)絡從同軸饋電。
貼片天線和微帶饋電網(wǎng)絡在一個介電常數(shù)為3.5的介質(zhì)基片上。
10.5 GHz時的電流分布
14 GHz時的方向圖

貼片天線陣
cst　
干涉： 此類天線陣遠區(qū)方向圖可以通過微波工作室的后處理器非常有效地獲取。 每個子天線的幅度和相位均可獨立調(diào)節(jié)。每種幅相的組合下的天線陣的方向圖可在幾秒內(nèi)求得。微波工作室的時域求解器只需十分鐘便可完成子單元的全波計算。

此陣含有四個園子貼片天線。每個均為偏軸同軸饋電。前角被削去以便示意饋電部分。
破壞性干涉建設性干涉

藥瓶天線
cst　

17 x 40 波長：這個巨大的藥瓶天線是一個尚在試用微波工作室的用戶優(yōu)化的。他感嘆到：“若我們一開始就有這個軟件的話，我們是不會去制作這么一個硬件來做實驗的”。("We would not have built and tested the hardware if we had had this software before".)

微波工作室的高性能的時域求解技術使得能夠在一般PC上只需幾小時就能求解如此大的問題。其反射面是由一個數(shù)學函數(shù)給出，通過DXF導入至微波工作室。

在計算30GHz處的遠區(qū)方向圖時，該用戶發(fā)現(xiàn)了他的設計不足，并成功地用微波工作室對其進行了優(yōu)化。

八木天線
cst　
此例是一個陣子天線（俗稱八木天線）。它包含六個陣子，其中一個反射陣子、四個引導陣子和一個激勵陣子。

單一磁場分布圖

工作頻率為30GHz，頻帶27-33GHz。CST微波工作室時域計算：3分鐘（Pentium II PC with 400 MHz）

三維遠區(qū)方向圖


二維遠區(qū)方向圖


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