下载文档原格式
互联网+技术nternet Technology一种Ka/K u双频段便携天线的设计□张义坡中国电子科技集团公司第五十四研究所周辉某部驻石家庄地区军代室【摘要】便携天线是一种可快速展开使用及收藏的卫星通信地球站天线。
文中设计了一种环焦形式的Ka/Ku双频段便携天线，它与传统的偏馈形式便携天线相比，Ka/Ku双频段共用形式使用更加方便快捷，并且馈源比较小巧，满足便携天线小型化的要求。
在进 行天线电气设计时将馈源模型与天线模型装配完成后，使用C ST软件对整天线方向图进行联合仿真计算，并进行优化处理。
仿真和 实测结果表明，设计的天线电气性能优良，具有良好的实用性。
【关键词】双频段便携环焦Design of a Ka/Ku Dual-Band Portable AntennaZhang Yi-po，Zhou H ui(The54th Research Institute of CETC,Shijiazhuang Hebei050081The Military Representative Office In Shijiazhuang,Shijiazhuang Hebei050081) ABSTRACT The portable antenna is a kind of earth station antenna used for satellite communication which can be deployed and collected quickly.In this paper,a Ka/Ku dual-band portable antenna in the form of ring focus is designed,Compared with the traditional partial feed form of portable antenna,the dual-band antenna is more convenient and quick to use,and its feed source is relatively small,which m eets the requirement of miniaturization of the portable antenna.In the process of electrical design,the pattern of the antenna is simulated by using the CST software after assembling the feed model and antenna model.The simulation and test results show that the antenna has excellent electrical performance and is very practical.Key words Dual-Band,Portable,Ring focus引言：目前，随着卫星通信技术的快速发展，对卫星通信地球站天线的小型化、轻量化设计需求越来越强烈，当前Ka/Ku双频段的便携天线普遍使用K a频段和K u频段两套馈源拆装实现，且天线形式多以双偏置天线为主，不利于目前便携天线小型化、一体化、集成化的特点。
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：1.2.2 用户界面介绍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 File—new2,随时选用模板 File—select template2)设置工作平面首先设置工作平面（E dit-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2）能够创建的基本模型3）改变视角快捷键为：视觉效果的改变：4）几何变换四种变换：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）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。
电磁仿真CST入门教程电磁仿真CST入门教程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：1.2.2用户界面介绍1.2.3基本操作1)．模板的选择CSTMWS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File—new2,随时选用模板File—selecttemplate模板参数模板类型2)设置工作平面首先设置工作平面（Edit-workingPlaneProperties）将捕捉间距改为以下步骤可遵循仿真向导（Help->QuickStartGuide）依次进行模板类型1）设置单位（Solve->Units）合适的单位可以减少数据输入的工作量2）能够创建的基本模型3）改变视角快捷键为：视觉效果的改变：4）几何变换四种变换：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）3点击工具栏上的图标或在主菜单选择Objects->Boolean->Subtract4，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。
对称振子天线仿真一．对称振子基本原理对称振子天线是由两根粗细和长度都相同的导线构成, 中间为两个馈电端， 如图 1 所示。
这是一种应用广泛且结构简单的基本线天线。
假如天线上的电流分布是已知的, 则由电基本振子的辐射场沿整个导线积分，便得对称振子天线的辐射场。
然而, 即使振子是由理想导体构成, 要精确求解这种几何结构简单、直径为有限值的天线上的电流分布仍然是很困难的。
实际上, 细振子天线可看成是开路传输线逐渐张开而成,如图2所示。
当导线无限细时，其电流分布与无耗开路传输。
～I ～(a )(b )I ～I(c )图1 细振子的辐射 图2 开路传输线与对称振子前面讲过对称振子天线可看作是由开路传输线张开180°后构成。
因此可借助传输线的阻抗公式来计算对称振子的输入阻抗, 但必须作如下两点修正。
1) 特性阻抗:均匀双导线传输线的特性阻抗沿线不变2) 对称振子上的输入阻抗: 双线传输线几乎没有辐射, 而对称振子zrr ′I md z z hh是一种辐射器, 它相当于具有损耗的传输线。
zzz ＝02h hz图3 对称振子特性阻抗的计算s二．实验目的 1，仿真前的准备：该对称振子天线工作频率为：天线臂尺寸为：振子材料选择铜。
2，仿真过程： 2.1 预处理采用Driven modal, 默认单位为英寸（in ）， 2.2 模型建立：2.2.1 创建同轴馈电 内径0.1in ，外空心圆柱：内径0.31in,外径0.37in ，厚0.06in二、对称振子天线对称振子三维视图方向图三维视图对称振子长度为5时方向图对称振子长度为10时方向图对称振子长度为15时方向图对称振子长度为20时方向图结论由以上结果分析可得，当0.25l λ=，0.5l λ=时，方向图没有出现副瓣，当34l λ=，l λ=时方向图出现了副瓣，故实际中常采用0.25l λ=和0.5l λ=的对称振子。
CST仿真FSS详解（非原创）[table=1120px][tr][td]1.建模首先在CST中建立单个阵列单元的模型，软件就会将该单元在x和y’（阵列的两个周期方向）方向上进行周期延拓，从而得到FSS二维无限阵列结构。
建模时，可应用窗口上方的建模工具栏。
应用相应的布尔运算，可进行结构之间的加减。
我建立了几个基本的FSS模型，供您参考。
2.设置需设置的条件有：①仿真频率段，工具栏上方的图标②边界条件，工具栏上方的图标a). z方向的将z方向的两个端口的边界条件改为“open（add space）”（默认为open）。
b). Floquet端口模式数“Open Boundary”按钮可以更改端口的Floquet模式数设置。
当不会产生栅瓣时，Floquet模式数为2即可；当会产生栅瓣时，需设置高阶模式数。
c). 阵列的排布方式“Unit Cell”选项卡可以设置FSS阵列的排列方式。
阵列的倾斜角度由“Grid angle”设置，x 和y’为阵列的延拓方向，此处应填写两个方向上的阵列周期。
③激励及参数扫描选择频域仿真按钮，进行激励及扫描参数设置。
激励源端需选择Zmax。
若要进行参数扫描，需选择“Par. Sweep”按钮。
在参数扫描对话框中左边窗口为设置的扫描参数以及扫描范围；右边窗口为选择关心的结果项，通常选择“Postprocessing template”进行选择。
1.仿真计算及结果观察当设置好扫描参数和观察结果项后，就可以点击“Start”按钮进行仿真计算了。
此时，CST会逐个对扫描参数依次仿真。
仿真结束后，在左边窗口中最下方的Tables树中，可以观察仿真结果。
若不进行参数扫描，则在选择频域求解器并设置好激励源后，可以直接点Start按钮进行仿真，并且此时结果中会显示相位等很多基本信息。
补充：CST中端口模式与栅瓣的关系！CST对FSS结构的仿真，按照Floquet模式计量透射系数和反射系数，这允许我们评估栅瓣的影响。
cst微波工作室算法
CST微波工作室集成了多种电磁仿真算法，包括时域有限积分、频域有限积分、频域有限元、模式降阶、矩量法、多层快速多极子、本征模等。
这些算法适用于不同的电尺寸问题，如时域算法适合电小问题，频域算法适合电中问题，而高频渐进算法则适用于超电大问题。
在选择合适的算法时，需要考虑问题的电尺寸、网格数和计算机资源等因素。
例如，对于电小问题，矩量法和边界元法是不错的选择，而对于电大问题，有限差分法、有限积分法和传输线矩阵法等时域算法较为适合。
总的来说，CST微波工作室是一个功能强大的电磁仿真软件，其集成的多种算法可以满足不同类型和规模的电磁场问题。
用户可以根据具体需求选择合适的算法进行仿真分析。
电磁仿真CST入门教程电磁仿真CST入门教程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：1.2.2用户界面介绍1.2.3基本操作1)．模板的选择CSTMWS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File—new2,随时选用模板File—selecttemplate模板参数模板类型2)设置工作平面首先设置工作平面（Edit-workingPlaneProperties）将捕捉间距改为以下步骤可遵循仿真向导（Help->QuickStartGuide）依次进行模板类型1）设置单位（Solve->Units）合适的单位可以减少数据输入的工作量2）能够创建的基本模型3）改变视角快捷键为：视觉效果的改变：4）几何变换四种变换：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）3点击工具栏上的图标或在主菜单选择Objects->Boolean->Subtract4，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。
