CST仿真实验实验报告Word格式.docx
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4、设汁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ldB
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:
(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。
(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。
(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)、根据参数要求汁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)
1、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;
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.仿真;
⑤.端口计算,场监视器:
得到S11图以及场分布图;
⑥.计算B和Zwave参数
2、带销钉T接头优化:
建立带销钉T接头模型;
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:
建立微带线模型;
④.设置频率;
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
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Sil参数图
f二3时的电场图
f二3时的磁场图
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f二5.2时的电场图(咼次模〉
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f二5.2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
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扫参图
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参数优化图
优化后反射系数图
3、微带线仿真:
模型图
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特性阻抗曲线图
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端口电场图
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端口磁场图
4、微带低通滤波器设讣:
优化前的Sdb图
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理想原件验证图
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优化后的Sdb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汁方法,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)、使用CSTMICROWAVESTUDIO对矩形波导仿真需要儿个步骤?
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
和波导的特性阻抗乙并同仿真结果比较,填写下表。
要求:
给出计算
P
和Z的过程。
表13GHz波导相位常数与特性阻抗讣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场分布图。
电场分布图:
磁场分布图:
(1)、在T型接头优化过程中,调谐螺钉尺寸及位置对于端口反射系数的影响。
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随着销钉位置的移动S11参数变化如上
(2)、给出你的最佳优化结果(中心频率至少要小于-20dB,中心频率任选)。
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(1)、微带线端口应该如何设置?
观察并贴岀你仿真所得的微带线端口的电场和
磁场分布图。
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(2)、调整微带线的特性阻抗到50欧姆,给出你的参扫曲线和最终的微带线尺寸(介电常数,板厚,导带宽度)。
介电常数为3.48,板厚为0.762mm,导带宽度为1.753mm
(1)、简述微带低通滤波器的设计步骤
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
(2)、给出你的最终设计结果,包括尺寸截图和最终优化结果。
优化结果
十一、总结及心得体会:
通过本实验,简单掌握了波导以及微带线的仿真操作,并且能够根据具体参数进行建模和参数的优化。
在本实验中,每一步参数的设定非常重要,往往错一小步就导致实验结果的失败,例如在微带线的实验中,基带和微带线的材料选择错误就导致实验的失败。
在本实验中学会了对复杂实验的耐心操作。
十二、对本实验过程及方法、手段的改进建议:
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