CST仿真實驗實驗報告

電子科技大學自動化工程學院標準實驗報告（試驗）課程名稱微波技術(shù)與天線電子科技大學教務(wù)處制表電子科技大學實驗報告學生姓名：學號：指導教師：試驗地點：試驗時間：一、試驗室名稱：C2-513二、試驗項目名稱：微波技術(shù)與天線CST仿真試驗三、試驗課時：6課時四、試驗目的：1、矩形波導仿真（1）、熟悉CST仿真軟件；（2）、可以使用CST仿真軟件進行簡樸矩形波導的仿真、可以對的設(shè)置仿真參數(shù)，并學會查當作果和有關(guān)參數(shù)。2、帶銷釘T接頭優(yōu)化（1）、增強CST仿真軟件建模能力；（2）、學會使用CST對參數(shù)掃描和參數(shù)優(yōu)化功能。3、微帶線仿真學習運用CST仿真微帶線及微帶器件。4、設(shè)計如下指標的微帶線高下阻抗低通濾波器 截止頻率：2GHz 截止頻率處衰減：不不小于1dB 帶外克制：3.5GHz插入損耗不小于20dB 端口反射系數(shù)：<15dB 端口阻抗：50歐姆。五、試驗內(nèi)容：矩形波導仿真（1）、熟悉CST仿真軟件的基本操作流程；（2）、可以對矩形波導建模、仿真，并使用CST的時域求解器求解波導場量；（3）、在仿真軟件中查看電場、磁場，并可以求解相位常數(shù)、端口阻抗等基本參數(shù)。2、帶銷釘T接頭優(yōu)化（1）、使用CST對帶銷釘T接頭建模；（2）、使用CST參數(shù)優(yōu)化功能對銷釘?shù)奈恢脙?yōu)化；（3）、通過S參數(shù)分析優(yōu)化效果。3、微帶線仿真（1）、基本微帶線的建模；（2）、學習微帶線的端口及邊界條件的設(shè)置。4、微帶低通濾波器設(shè)計（1）、根據(jù)參數(shù)規(guī)定計算濾波器的各項參數(shù)；（2）、學習微帶濾波器的設(shè)計措施；（3）、運用CST軟件設(shè)計出符合試驗規(guī)定的微帶低通濾波器。六、試驗器材（設(shè)備、元器件）：計算機、CST軟件。七、試驗環(huán)節(jié)：（簡述各個試驗的試驗環(huán)節(jié)）矩形波導仿真：①.建模：建立矩形波導的模型（86.4mm*43.2mm*200mm）；②.設(shè)置端口；③.設(shè)置頻率：將頻率設(shè)置為2.17-3.3GHz，仿真高次模的時候?qū)⑸舷揞l率設(shè)置成6GHz；④.仿真；⑤.端口計算，場監(jiān)視器：得到S11圖以及場分布圖；⑥.計算β和Zwave參數(shù)帶銷釘T接頭優(yōu)化：①.建模：建立帶銷釘T接頭模型；②.設(shè)置端口；③.設(shè)置邊界條件；④.設(shè)置頻率；④.仿真；⑤.掃參；⑥.優(yōu)化微帶線仿真：①.建模：建立微帶線模型；②.設(shè)置端口；③.設(shè)置邊界條件；④.設(shè)置頻率；④.仿真；⑤.掃參；⑥.優(yōu)化4、微帶低通濾波器設(shè)計：①.根據(jù)指標選擇濾波器階數(shù)；②.確定原型電路；③.確定基本構(gòu)造；④.在CST中，運用理想元件來驗證；⑤.運用CST時域仿真微帶線的措施來得到特定阻抗的微帶寬度，并通過微帶線理論的公式計算特定阻抗的微帶長度八、試驗成果及分析：1、矩形波導仿真：矩形波導模型及端口圖S11參數(shù)圖f=3時的電場圖f=3時的磁場圖計算f=5.2時的電場圖（高次模）f=5.2時的磁場圖（高次模）高次計算2、帶銷釘T接頭優(yōu)化：帶銷釘T接頭模型圖及端口圖掃參圖參數(shù)優(yōu)化圖優(yōu)化后反射系數(shù)圖3、微帶線仿真：模型圖特性阻抗曲線圖端口電場圖端口磁場圖4、微帶低通濾波器設(shè)計：模型圖優(yōu)化前的Sdb圖理想原件驗證圖優(yōu)化后的Sdb圖九、試驗結(jié)論：1.使用CST對矩形波導進行建模，并求解波導場量（如圖1-3~圖1-6），在仿真軟件中查看電場、磁場，求解相位常數(shù)，端口阻抗（等基本參數(shù)。2.使用CST對帶銷釘T接頭建模，使用CST參數(shù)優(yōu)化功能對銷釘?shù)奈恢脙?yōu)化，通過S參數(shù)分析優(yōu)化效果。3.使用CST對帶微帶線建模，進行微帶線的端口及邊界條件的設(shè)置，使用CST參數(shù)優(yōu)化功能導帶寬度進行優(yōu)化，通過S參數(shù)分析優(yōu)化效果。4.根據(jù)參數(shù)規(guī)定計算濾波器的各項參數(shù)，學習微帶濾波器的設(shè)計措施，運用CST軟件設(shè)計出符合試驗規(guī)定的微帶低通濾波器。十、思索題：1、矩形波導仿真：（1）、使用CSTMICROWAVESTUDIO對矩形波導仿真需要幾種環(huán)節(jié)？建模，設(shè)置端口，設(shè)置頻率，仿真，端口計算，場監(jiān)視器，參數(shù)計算（2）、計算3GHz下的相位常數(shù)和波導的特性阻抗Z，并同仿真成果比較，填寫下表。規(guī)定：給出計算和Z的過程。表13GHz波導相位常數(shù)與特性阻抗計算值與仿真成果比對相位常數(shù)特性阻抗計算值51.2418462.261CST仿真成果51.3421461.357（3）、從仿真的各個模式中，找出TE20模，并給出分析過程。截圖給出1端口上的電場分布圖和上表面的磁場分布圖。電場分布圖：磁場分布圖：2、帶銷釘T接頭優(yōu)化：（1）、在T型接頭優(yōu)化過程中，調(diào)諧螺釘尺寸及位置對于端口反射系數(shù)的影響。伴隨銷釘位置的移動s11參數(shù)變化如上（2）、給出你的最佳優(yōu)化成果（中心頻率至少要不不小于-20dB，中心頻率任選）。3、微帶線仿真：（1）、微帶線端口應(yīng)當怎樣設(shè)置？觀測并貼出你仿真所得的微帶線端口的電場和磁場分布圖。（2）、調(diào)整微帶線的特性阻抗到50歐姆，給出你的參掃曲線和最終的微帶線尺寸（介電常數(shù)，板厚，導帶寬度）。介電常數(shù)為3.48，板厚為0.762mm，導帶寬度為1.753mm4、微帶低通濾波器設(shè)計：（1）、簡述微帶低通濾波器的設(shè)計環(huán)節(jié)①.根據(jù)指標選擇濾波器階數(shù)；②.確定原型電路；③.確定基本構(gòu)造；④.在CST中，運用理想元件來驗證；⑤.運用CST時域仿真微帶線的措施來得到特定阻抗的微帶寬度，并通過微帶線理論的公式計算特定阻抗的微帶長度（2）、給出你的最終設(shè)計成果，包括尺寸截圖和最終優(yōu)化成果。優(yōu)化成果十一、總結(jié)及心得體會：通過本試驗，簡樸掌握了波導以及微帶線的仿真操作，并且可以根據(jù)詳細參數(shù)進行建模和參數(shù)的優(yōu)化。在本試驗中，每一步參數(shù)的設(shè)定非常重要，往往錯一小步就導致試驗成果的失敗，例如在微帶線的試驗中，基帶和微帶線的材料選擇錯誤就導致試驗的失敗。在本試