CST MWS 與 CST DS 聯(lián)合仿真結果是3天和3年的差別
聲明:
原文作者:微波仿真論壇linfenghan 在此感謝作者的勞動成果
此貼轉自微波仿真論壇:http://bbs.rfeda.cn/read-htm-tid-73052-page-1.html
這方面中文資料很少,不得已只能看幫助文檔和僅有的一點資料了,走了很多彎路,所幸是慢慢摸索出了基本用法,看有同志在問這方面,我就拋磚引玉,寫出自己的一些經(jīng)驗,希望得到有經(jīng)驗的童鞋的幫助和糾正,同時也為其他初學者提供一點資料吧。因為工程太浩大,先開帖子,逐步編輯更新吧。
個人需要用到CST MWS與CST DS聯(lián)合仿真的背景:
1.天線很大,頻帶很寬,最高頻率很高,結構比較復雜,網(wǎng)格很多,計算很慢
2.因為頻帶太寬,匹配很難做,如果每改小小一個參數(shù)就去做3D全波電磁仿真,一個參數(shù)修改需要20小時,一共用了超過10節(jié)的阻抗變化,可以設想這個時間。
3.所以設想是在CST MWS 中不對天線進行匹配,進行全波仿真,得到端口的網(wǎng)絡參數(shù),然后在CST DS 中專門做匹配部分,采用電路仿真。
4.最后做聯(lián)合仿真。
再說一下以前的做法:
1)不進行匹配在CST里仿天線;2)在AWR MWO中計算匹配網(wǎng)絡;3)將AWR里面的結構畫到CST里全波仿真出現(xiàn)的問題:在AWR里很好的結構,全波仿真的時候出問題。
個人猜想的原因:在AWR MWO里面做的時候匹配網(wǎng)絡的負載端是一個你設定好的阻抗,這個阻抗如果是點頻的,你可以直接寫進去,好算。問題是,對于UWB的天線,如果你手動去導出所有阻抗,數(shù)千個點,容易出錯,而且效率低。另外,有些天線模型的端口阻抗你不好讀出來,比如饋電點的位置特別尷尬的時候。所以最好在CST里面直接聯(lián)合仿真。
天線模型:UWB天線
匹配部分:超過10節(jié)的階梯阻抗變換器
頻率范圍:0-20G
我的操作步驟:(不一定正確,如果有錯誤還誠懇滴請求指正,十分感謝?。?
1.在MWS里把天線算好,比如天線口的阻抗是150歐姆,那么饋電的微帶線就用150歐姆,采用波端口激勵,得到結果。
2.在主視窗(3D模型的那個窗口)的下方會出現(xiàn)MWS和DS的圖標,分別是
3.點擊CST DS的圖標,就進入到了如下的這個窗口
4.你可以在視圖中看到你的天線已經(jīng)被封裝好,然后有若干個端口可供連接(端口數(shù)取決于之前你仿真天線時候的端口數(shù))。
5.在左下側你可以看到如下這個窗口:
6.只需要選擇對應的元器件,拖拽至建模的視窗就可以,然后連線,雙擊連線,連接好的線顯示藍色,未連接好的顯示紅色。
7.單擊你選擇的原件可以在下面的屬性窗口看到該原件的一些參數(shù)值,按照你的設計對應去修改即可,這部分建模跟AWR和其他的很多電路仿真軟件類似,很容易上手。
8.建模完了不要忘了跟你的天線連接起來。連接完了之后類似下面這張圖:
9. 所有的端口連接好了之后接下來是求解器的設置,點擊simulation--new simulation task,出現(xiàn)下面的窗口
10.這里我關心的是S11,所以選擇了S參數(shù)求解 ,設置好頻帶以及需要的S參數(shù)形式(在最后),單擊OK,完成所有的連接、建模和設置。
11.按F5,或者選擇左側導航樹中的tasks-S-Parameter,右鍵-update,即可看到結果
12.相應的參數(shù)掃描或者優(yōu)化,與MWS類似,很好上手。
下面主要是給個比較,圖1是天線和匹配網(wǎng)絡聯(lián)合仿真,調試后的結果圖。
下面是單獨的匹配網(wǎng)絡得到的結果
這里需要說明的是:單獨看匹配網(wǎng)絡的S11,貌似并不是最優(yōu)的。我之前不加天線單獨算匹配網(wǎng)絡確實可以做到都在-15dB以下,但是接上天線就惡化了,畢竟在不同頻點處的電抗分量是不一樣的,所以還是應該要聯(lián)合仿真加調試比較有意義。
在完成了這一步過后,還需要進行一次全波仿真來進一步驗證,有三個原因,一是天線輻射以及具體的結構對匹配網(wǎng)絡會有一些影響;二是因為有個小反射理論,在某些情況下,反射跟反射互相抵消可以得到更好的總的反射結果(切比雪夫多項式匹配網(wǎng)絡就是基于這個理論);三是心里比較放心。雖然CST的help文檔里面說自己的很準確。你能全信么。
進一步的全波仿真正在進行中,等結果出來再貼圖跟上面的EM-Circuit Co-simulation的結果對比,就知道這樣做對不對了。
以上是完全自己摸黑摸出來的一條路,大家如果有什么技巧和經(jīng)驗,還希望一起分享,一起進步啊~
TIPS:
如果是先在DS里做的電路,然后希望跟MWS連接,我的做法是在Block Selection Tree里選擇相應的Block然后選取相應的文件,進行連接仿真就可以了;還有一個做法是打開MWS里仿好的文件,進入MWS里的那個DS窗口,將你之前在DS里做的電路全選,復制粘貼過去。
之前的全波仿真結果在快完成的時候,我心急了一點,結果軟件給崩掉了···重新算了一次,見下面的圖
上圖是聯(lián)合仿真0-20G結果,下圖是全波仿真0-10G的結果,只仿了10G是想快點看到結果,驗證方法的有效性,廢話不多說,有圖有真相
再加上一張在originlab里畫的比較圖
從上圖可以看出,全波仿真的結果甚至優(yōu)于聯(lián)合仿真的結果,起碼說明了一點,就是,以上 的所有工作都是有效的,具體有點在于:
1.聯(lián)合仿真只需要 1次初始的MWS全波仿真+DS里的參數(shù)掃描和優(yōu)化+1次最后的驗證性全波仿真
用的時間=25小時+1000個參數(shù)的優(yōu)化(1小時22分)+25小時 =56小時22分
2.如果全部用全波仿真
用的時間=25小時*1000=25000 大于三年
多恐怖的數(shù)字。尼瑪優(yōu)勢立顯??!
最后關于曲線不重合的解釋:我的天線工作啟示頻率在0.7G,也就是說這個頻率一下,天線不輻射,也就是說,天線對饋電網(wǎng)絡是沒有影響的,所以從圖里看到,這兩條曲線重合得非常好,而在大于這個頻率的范圍內,S11下降了,說明天線對輻射網(wǎng)絡產(chǎn)生了一定的影響。
寫得不錯 很受用
居然轉到了這里,哈哈
very good!
哈哈 原作者在這呢,盜了一次版:49bb
原作者還是四川的,呵呵
歡迎來交流
goood good good
方法不錯,試試在說了
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虛位以待
非禮勿視
了解詳情
very good!