天线---CST应用

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在无线通讯方面，天线的设计和应用需要高性能的模拟仿真技术。这些天线通常结构复杂且电长度大。此外，在自由空间中的辐射仿真要求相当的精确度。

CST微波工作室(CST MICROWAVE STUDIO®)可用于各类天线及天线系统的仿真和设计。它包括微带、波导和螺旋天线。程序提供包括三维或二维（直角坐标和极坐标）近场场图、远区方向图、增益和辐射吸收率等结果。

以下为各种天线的计算实例：

阵列天线

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不单单只是阵列： CST微波工作室提供多种计算天线阵列的可能性。最精确的方法自然是直接计算整个天线结构或它尽可能大的部分，因为它把所有相邻的天线单元间的影响也一并考虑进去了。这种方法通常使计算量大大增加。不过，对于CST微波工作室所采用的时域法来讲仍是可以计算的。若邻近单元的影响较小，则对于阵列的远区方向图的计算我们可在后处理器完成。另外，微波工作室具有周期边界条件。


螺旋天线阵	成形口辐射阵


	耦极子阵

喇叭天线

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这是一个同轴馈电、有介质锥加载了的喇叭天线。通过一次时域计算，用户便可得到在宽带上所有频点处的近场电磁分布及远场方向图。

三维远场方向图

喇叭口面处电场y分量的分布

八角天线

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这是一个包含八个贴片天线的八角天线。它通过一个微带分配网络从同轴馈电。

贴片天线和微带馈电网络在一个介电常数为3.5的介质基片上。

10.5 GHz时的电流分布


14 GHz时的方向图

贴片天线阵

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干涉： 此类天线阵远区方向图可以通过微波工作室的后处理器非常有效地获取。每个子天线的幅度和相位均可独立调节。每种幅相的组合下的天线阵的方向图可在几秒内求得。微波工作室的时域求解器只需十分钟便可完成子单元的全波计算。

此阵含有四个园子贴片天线。每个均为偏轴同轴馈电。前角被削去以便示意馈电部分。


破坏性干涉	建设性干涉

药瓶天线

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17 x 40 波长：这个巨大的药瓶天线是一个尚在试用微波工作室的用户优化的。他感叹到：“若我们一开始就有这个软件的话，我们是不会去制作这么一个硬件来做实验的”。("We would not have built and tested the hardware if we had had this software before".)

微波工作室的高性能的时域求解技术使得能够在一般PC上只需几小时就能求解如此大的问题。其反射面是由一个数学函数给出，通过DXF导入至微波工作室。

在计算30GHz处的远区方向图时，该用户发现了他的设计不足，并成功地用微波工作室对其进行了优化。

八木天线

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此例是一个阵子天线（俗称八木天线）。它包含六个阵子，其中一个反射阵子、四个引导阵子和一个激励阵子。

单一磁场分布图

工作频率为30GHz，频带27-33GHz。CST微波工作室时域计算：3分钟（Pentium II PC with 400 MHz）

三维远区方向图

二维远区方向图

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