2022年电磁仿真CST入门教程 .pdf
1.1 软件介绍CST 公司总部位于德国达姆施塔特市，成立于1992年。它是一家专业电磁场仿真软件的提供商。CST 软件采用有限积分法（Finite Integration）。其主要软件产品有：CST微波工作室三维无源高频电磁场仿真软件包（S参量和天线）CST设计工作室微波网络（有源及无源）仿真软件平台（微波放大器、混频器、谐波分析等）CST电磁工作室三维静场及慢变场仿真软件包（电磁铁、变压器、交流接触器等）马飞亚（MAFIA）通用大型全频段、二维及三维电磁场仿真软件包（包含静电场、准静场、简谐场、本振场、瞬态场、带电粒子与电磁场的自恰相互作用、热动力学场等模块）在此，我们主要讨论“CST 微波工作室”，它是一款无源微波器件及天线仿真软件，可以仿真耦合器、滤波器、环流器、隔离器、谐振腔、平面结构、连接器、电磁兼容、IC 封装及各类天线和天线阵列，能够给出 S参量、天线方向图等结果。1.2 软件的基本操作1.2.1 软件界面启动软件后，可以看到如下窗口：名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 1 页，共 23 页 -1.2.2 用户界面介绍名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 2 页，共 23 页 -1.2.3 基本操作1)模板的选择CST MWS 内建了数种模板，每种模板对特定的器件类型都定义了合适的参数，选用适合自己情况的模板，可以节省设置时间提高效率，对新手特别适用，所有设置在仿真过程中随时都可以进行修改，熟练者亦可不使用模板模板选取方式：1,创建新项目 Filenew 2,随时选用模板 File select template 名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 3 页，共 23 页 -2)设置工作平面首先设置工作平面（Edit-working Plane Properties）将捕捉间距改为1 以下步骤可遵循仿真向导（Help-QuickStart Guide）依次进行1）设置单位（Solve-Units）合适的单位可以减少数据输入的工作量模板参数模板类型名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 4 页，共 23 页 -2）能够创建的基本模型3）改变视角名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 5 页，共 23 页 -快捷键为：视觉效果的改变：4）几何变换四种变换：名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 6 页，共 23 页 -5）图形的布尔操作四种布尔操作：例如：这里以“减”来说明具体操作1,两种不同材料的物体2，选择第一个物体（立方体）名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 7 页，共 23 页 -3点击工具栏上的图标或在主菜单选择Objects-Boolean-Subtract 4，选择第二个物体（圆球）5，回车确定6）选取模型的点、边、面对每种“选取操作”，都必须选择相应的选取工具。从主菜单ObjectsPick Pick Point/.或从工具栏上选择均可：7）倒直角和倒圆角选取的棱边经常被用来倒直角或倒圆角。名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 8 页，共 23 页 -工具栏中的8）拉伸、旋转和渐变对被选端面，可以进行拉伸、旋转和渐变操作9）坐标变换CST MWS 中有两套坐标系统1.全局坐标系（X，Y，Z）很多功能只针对它有效；2.工作坐标系（U，V，W）（简称 WGS）可方便的用它创建倾斜物体名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 9 页，共 23 页 -10）创建曲线11）创建平面导线可以利用曲线来创建有限宽度和厚度的导线。12）求解器的选择所有的设置完成后，便可设置求解器，准备求解，CST MWS 提供了时域、频域和本征模三个求解器，其中时域求解器为MWS的专长，应用范围最广，精度最高。设置时域求解器名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 10 页，共 23 页 -点击工具栏上图标或从主菜单选择 Solve-Transient Solver 1.3 天线计算的步骤2、微带天线仿真2.1求解的问题分析一个圆形贴片天线，给出参量和方向图。名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 11 页，共 23 页 -结构及尺寸如图所示。模型分解：见需要建的模型分解成基本模块或能用基本模块通过一定的操作的模块。2.2、仿真分析1）选择模板注意：即使选择了模板，也要检查单位和背景材料设置是否正确。2）设置单位名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 12 页，共 23 页 -3）设置背景材料4）建模（）设置工作平面（）创建介质方块名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 13 页，共 23 页 -说明：坐标输入方式：按“Tab”或“Esc”键输入坐标绘制介质板定义介质板材料最终可得：名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 14 页，共 23 页 -（）创建接地板通过“Extrude”工具拉伸被选面来创建地板。选择介质板底面：使用“Extrude”工具：名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 15 页，共 23 页 -（）创建贴片选择“Cylinder”命令创建带厚度的圆形贴片。名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 16 页，共 23 页 -（）创建馈电同轴线馈电同轴线用做激励源。因为馈点位于圆形贴片的非对称位置，采用工作坐标系比较好。定义工作坐标系：名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 17 页，共 23 页 -在工作坐标系中，创建两个圆柱即可构造馈电同轴线。一、同轴线的介质体二、同轴线的内导体名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 18 页，共 23 页 -）定义波导端口名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 19 页，共 23 页 -6）设置频率范围7）设置边界条件（如果选择模板的话，就可以不设置该项了）名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 20 页，共 23 页 -）设置远场监视器9）定义求解器参数并开始计算名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 21 页，共 23 页 -10）观察结果参数：方向图：名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 22 页，共 23 页 -名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 23 页，共 23 页 -
