CST 天线仿真 | 阵列天线设计与仿真（二）——S波段相控阵天线仿真

前言

    上一篇文章给大家介绍了什么是阵列天线、该天线的分类以及应用。那么这篇我们将重点给大家分享如何利用电磁仿真软件CST进行阵列天线的创建并仿真。图1为CST阵列天线仿真的具体流程。

                        图1 阵列天线仿真流程

1.天线阵子

阵列天线是由多个独立的天线单元按照一定规则排列，并通过馈电网络相互连接而构成的一个单一天线系统，所以我们首先要选择合适的阵元。这里我们以S波段相控阵为例。

首先，利用Antenna Magus对阵子进行选型。

打开Antenna Magus，在Specification中选择Radar Bands,

选择S-band(Radar)，

接下来在筛选出来的S波段的天线中按照关键字经一部细化搜索出想要的天线，这里选择的是圆极化贴片天线。

点击New Design，即可对天线的相关参数进行修改。

在天线导出到CST之前还可以对天线的性能进行评估。

最后点击Export Model，导出并保存天线模型为 Patch_S-Band Antenna.cst格式。

2.创建阵列

   将在Antenna Magus中导出的Patch_S-Band Antenna.cst在CST中打开，此时的天线已经是一个全参数化模型，并且所有仿真工程的设置都已配置好。

  下面利用CST 中Array task功能设计阵列。

   从 Simulation Project列表中选择 Array Task，

在弹出的对话框中，可以定义阵列布局，然后使用阵列布局和单个天线阵子创建unit cell和全阵列仿真工程。

选择激励模式，

将大致相同的阵元分为一组，以节省仿真时间。

接下来，创建Unit Cell Simulation Project，弹框后，选择合适的求解器，点击OK。

指定扫描角度，点击OK，在弹窗中选择想看频率的远场监视器，

设置边界条件及端口属性，

在创建Unit Cell Simulation Project之后，我们再切换到Array task。创建Full Array Simulation Project，同样的按照弹窗对仿真一一设置。

3.仿真并查看结果

最后，在对新工程求解设置之后，从主工程(array_task)的schematic 中选择Tasks > Array 依次对创建的子工程update，结束后查看仿真结果。

下图为天线S参数以及各位置远场方向图。

Port197处的S参数

Farfield (PAA_FA_FREQ)[197]

Farfield (PAA_FA_FREQ)[group-comb-am-ph]