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CST微波工作室仿真分析設(shè)計技巧

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    時域求解器手動網(wǎng)格設(shè)置三步曲

    【第一步】必要條件設(shè)置。對于微帶結(jié)構(gòu),設(shè)置35/35/50; 對于波導(dǎo)結(jié)構(gòu),設(shè)置25/25/30 / 88。

    【第二步】最小網(wǎng)格(Min. mesh step)的最大化。此數(shù)越小,仿真時間越長。此數(shù)小一倍,則在所有其他條件不變的情況下,仿真時間增加一倍;相反地,此數(shù)大一倍,仿真時間減小一倍。所以此數(shù)越大越好! 若此數(shù)與關(guān)鍵結(jié)構(gòu)中最小間距可以比擬,則設(shè)置完畢。若此數(shù)遠小于結(jié)構(gòu)的最小間距,則必須采用限制最小網(wǎng)格步長(Smallest mesh step)的選項。最小網(wǎng)格步長的設(shè)置原則:等于仿真關(guān)鍵結(jié)構(gòu)中最小尺寸乘以0.5至0.8。如最精細結(jié)構(gòu)為0.25,則需設(shè)置最小網(wǎng)格步長應(yīng)在 0.17左右。

    【第三步】設(shè)置最小網(wǎng)格(Smallest mesh step)。僅改變了此數(shù)為0.17,就使得總網(wǎng)格數(shù)下降了5倍,加之最小網(wǎng)格增大了1.7倍,右邊設(shè)置的仿真速度將比左邊快5*1.7=8.5倍。

 

    時域求解器手動網(wǎng)格設(shè)置的高級概念

   在上述設(shè)置完成之后,倘若仍然有大量的細小網(wǎng)格,這些網(wǎng)格可能很接近Min. mesh step,則可以進入網(wǎng)格屬性 中的Special菜單,打開Fixpoints頁面,將默認的1000改為 1。此設(shè)置慎用。

 

    時域求解器自適應(yīng)網(wǎng)格設(shè)置兩步曲

    【第一步】仿真頻率設(shè)置。定義兩個變量:設(shè)計頻率上下限分別為f_high和f_low。

    在Freq Range Settings對話框中以如下方式設(shè)置仿真頻率。即使得仿真頻帶略寬于設(shè)計指標(biāo)所規(guī)定的頻帶。

    【第二步】將自適應(yīng)網(wǎng)格加密的頻率范圍按照如下設(shè)置限制在指標(biāo)頻率的上下限內(nèi),以避免時域激勵信號在信號邊帶附近信噪比太低而造成結(jié)果在邊帶附近收斂性不佳的問題,從而影響到自適應(yīng)網(wǎng)格終止條件的滿足,使仿真時間加長。


    仿真頻率范圍設(shè)置技巧

    絕大多數(shù)工程師在仿真時均不加思索地將設(shè)計指標(biāo)中的頻率上下限直接賦給仿真軟件進行計算。對于窄帶問題,若用頻域算法,則這樣設(shè)置很正確;若用時域算法,則不能這樣設(shè)置頻率,而必須將下限除以1.2,上限乘以1.2,輸入給軟件。原因有二:

    a)邊帶不準(zhǔn),

    b)帶寬越寬仿真速度越快(倘若網(wǎng)格數(shù)沒有明顯增加的話,詳見上頁左欄下部第5點)。反過來,對于寬帶問題,若用頻域算法,這樣 設(shè)置仿真頻率范圍可能會丟失諧振峰,因為在有大量諧振 峰時,頻域所用的寬帶掃頻技術(shù)會失效;若用時域算法,則這樣設(shè)置是非常可取的。

    結(jié)論:

    1. 窄帶問題時,頻域算法優(yōu)先,若用時域則需展寬頻帶;

    2. 寬帶問題時,時域算法優(yōu)先,若用頻域則需分段仿真。

    時域算法仿真時,若激勵信號端口能傳輸TEM波的話,則頻率下限可以設(shè)置為0。在其他所有設(shè)置不變的情況下,這樣設(shè)置能使仿真時間減少整整一半(同樣見上頁左欄下部第5點)。

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