CST仿真 实验实验报告.docVIP

电子科技大学 自动化工程 学院 标 准 实 验 报 告 （实验）课程名称 微波技术与天线 电子科技大学教务处制表 电 子 科 技 大 学 实 验 报 告 学生姓名： 学 号： 指导教师： 实验地点： 实验时间： 一、实验室名称： C2-513 二、实验项目名称：微波技术与天线CST仿真实验 三、实验学时：6学时 四、实验目的： 1、矩形波导仿真 （1）、熟悉CST仿真软件； （2）、能够使用CST仿真软件进行简单矩形波导的仿真、能够正确设置仿真参数，并学会查看结果和相关参数。 2、带销钉T接头优化 （1）、增强CST仿真软件建模能力； （2）、学会使用CST对参数扫描和参数优化功能。 3、微带线仿真 学习利用CST仿真微带线及微带器件。 4、设计如下指标的微带线高低阻抗低通滤波器 截止频率：2GHz 截止频率处衰减：小于1dB 带外抑制：3.5GHz插入损耗大于20dB 端口反射系数：15dB 端口阻抗：50欧姆。 五、实验内容： 矩形波导仿真 （1）、熟悉CST仿真软件的基本操作流程； （2）、能够对矩形波导建模、仿真，并使用CST的时域求解器求解波导场量； （3）、在仿真软件中查看电场、磁场，并能够求解相位常数、端口阻抗等基本参数。 2、带销钉T接头优化 （1）、使用CST对带销钉T接头建模； （2）、使用CST参数优化功能对销钉的位置优化； （3）、通过S参数分析优化效果。 3、微带线仿真 （1）、基本微带线的建模； （2）、学习微带线的端口及边界条件的设置。 4、微带低通滤波器设计 （1）、根据参数要求计算滤波器的各项参数； （2）、学习微带滤波器的设计方法； （3）、利用CST软件设计出符合实验要求的微带低通滤波器。 六、实验器材（设备、元器件）： 计算机、CST软件。 七、实验步骤：（简述各个实验的实验步骤） 矩形波导仿真： ①. 建模：建立矩形波导的模型（86.4mm*43.2mm*200mm）；②. 设置端口；③. 设置频率：将频率设置为2.17-3.3GHz，仿真高次模的时候将上限频率设置成6GHz；④. 仿真；⑤. 端口计算，场监视器：得到S11图以及场分布图；⑥. 计算β和Zwave参数 带销钉T接头优化： ①. 建模：建立带销钉T接头模型；②. 设置端口；③. 设置边界条件；④. 设置频率；④. 仿真；⑤. 扫参；⑥. 优化 微带线仿真： ①. 建模：建立微带线模型；②. 设置端口；③. 设置边界条件；④. 设置频率；④. 仿真；⑤. 扫参；⑥. 优化 4、微带低通滤波器设计： ①. 根据指标选择滤波器阶数；②. 确定原型电路；③. 确定基本结构；④. 在CST中，利用理想元件来验证；⑤. 利用CST时域仿真微带线的方法来得到特定阻抗的微带宽度，并通过微带线理论的公式计算特定阻抗的微带长度 八、实验结果及分析： 1、矩形波导仿真： 矩形波导模型及端口图 S11参数图 f=3时的电场图 f=3时的磁场图 计算 f=5.2时的电场图（高次模） f=5.2时的磁场图（高次模） 高次计算 2、带销钉T接头优化： 带销钉T接头模型图及端口图 扫参图 参数优化图 优化后反射系数图 3、微带线仿真： 模型图 特性阻抗曲线图 端口电场图 端口磁场图 4、微带低通滤波器设计： 模型图 优化前的S db图 理想原件验证图 优化后的S db图 九、实验结论： 1. 使用CST对矩形波导进行建模，并求解波导场量（如图1-3~图1-6），在仿真软件中查看电场、磁场，求解相位常数，端口阻抗（等基本参数。 2. 使用CST对带销钉T接头建模，使用CST参数优化功能对销钉的位置优化，通过S参数分析优化效果。 3. 使用CST对带微带线建模，进行微带线的端口及边界条件的设置，使用CST参数优化功能导带宽度进行优化，通过S参数分析优化效果。 4. 根据参数要求计算滤波器的各项参数，学习微带滤波器的设计方法，利用CST软件设计出符合实验要求的微带低通滤波器。 十、思考题： 1、矩形波导仿真： （1）、使用CST MICROWAVE STUDIO对矩形波导仿真需要几个步骤？ 建模，设置端口，设置频率，仿真，端口计算，场监视器，参数计算 （2）、计算3GHz下的相位常数和波导的特性阻抗Z，并同仿真结果比较，填写下表。要求：给出计算和Z的过程。 表1 3GHz波导相位常数与特性阻抗计算值与仿真结果比对 相位常数 特性阻抗 计算值 51.2418 462.261 CST仿真结果 51.3421 461.357 （3）、从仿真的各个模式中，找出TE20模，并给出分析过程。截图给出1端口上的电场分布图和上表面的磁