教你如何利用CST計算單元天線及天線陣的相位中心

來源：edatop 更新時間：2024-09-06 閱讀：

CST 微波工作室軟件可以很方便的計算出單元天線、天線陣的相位中心，下面以微帶天線為例，給出了具體操作過程。
一、單元天線建模、設(shè)置和計算
首先我們需要完成模型的建立、邊界條件的設(shè)置和計算。此天線的工作頻率為7.5GHz。

圖 1 單元天線結(jié)構(gòu)
在模型建立后，我們需要設(shè)置背景材料、工作頻率、邊界條件和監(jiān)視計算內(nèi)容等，我們設(shè)置多計算帶寬為5-10GHz。經(jīng)過計算，我們得到我們需要的方向圖等結(jié)果。

圖2 立體增益方向圖
二、單元天線相位中心的計算
在第一部分，我們已經(jīng)完成了單元天線的建立、設(shè)置和計算，并得到了我們關(guān)心頻點的增益方向圖。
2.1、打開“遠場繪圖屬性”
如圖3所示，在主界面左側(cè)的目錄導(dǎo)航樹中，找到當初設(shè)置監(jiān)視的遠場目錄，點擊鼠標右鍵，會顯示“Plot Properties”并選中點擊它。

圖3 遠場繪圖屬性
2.2、相位中心的計算
點擊“Plot Properties”后，軟件彈出“Farfield Plot”對話框。
在圖中，我們選中“Phase Center”欄，如右圖4。再選中“Calculate phase center”激活相位中心的計算狀態(tài)。我們這時可以根據(jù)自己的需要進行不同設(shè)置，并計算出相位中心。

圖4 相位中心設(shè)置
2.3、計算結(jié)果
相位中心是使用電場分布的Phi分量和Theta分量計算出來的，故在圖4中，我們首先要選擇不同的電場分量，我們在這里選取的是Theta分量；在計算平面上，選擇了“Both”，意思是要計算E面和H面的平均相位中心的位置，其它設(shè)置如上圖4。設(shè)置完后，點擊“OK”，軟件則馬上計算出相位中心的位置并顯示出來，這個計算過程大學(xué)只占用了幾秒的時間。結(jié)果如下圖5。

圖5 單元天線的相位中心
計算結(jié)果顯示在3D立體方向圖在最下面，給出了距離坐標原點的相對位置坐標點和Sigma量。
三、天線陣相位中心的計算
在完成單元天線相位中心的計算后，我們以此天線為單元，計算出10 X 10 陣的相位中心。
在圖4中，我們選擇“Array”欄，在“Antenna Patterm”中點擊“Antenna array”激活“Properties”按鈕，并點擊此按鈕。軟件會自動彈出新的對話框來設(shè)置天線陣的參數(shù)。

圖6 天線陣激活界面
3.1、天線陣設(shè)置
在圖5中點擊“Properties”按鈕后，軟件彈出天線陣的設(shè)置界面，如下圖。

圖7 天線陣參數(shù)設(shè)置
我們需要設(shè)置的是10 X 10 陣，單元天線在X、Y方向上的間距都是50mm(和結(jié)構(gòu)建立的單位相同)，所有的天線元都是同幅同相激勵，具體設(shè)置如圖7。如需要進行非等幅非同相的激勵，則需要點擊圖7中的“Edit antenna list”進行設(shè)置。在設(shè)置完后，點擊“OK”退出圖7界面返回到圖6界面，再點擊“OK”，軟件開始計算此天線陣的相位中心。結(jié)果如下。