CST天线阵模块讲解.pdf

当仿真大型阵列天线(如 30*50 阵元)时，创建模型并对每一个端口赋予指定的幅值和相位，将会是非常繁琐的工作， 针对此种情 况，CST 微波工作室（CST MWS）中加入了Array Wizard 宏命令，可以方便快速的建立天线阵，并预设所有端口的幅值及相位： 在这里，我们一方面会遍历 Array Wizard 宏的所有设置，对其功能进行说明； 另一方面会通过实际案例进一步说明 Array Wizard 的具体用法。 Array Wizard 功能简介 选择宏功能的类型： Construct Finite Array from Single Element 从单元创建整个阵列 Simultaneous Excitation：Update Am / Ph Distribution 对已有阵列的所有端口赋幅度和相位值 Perform Combine Results：Setup Am / Ph Distribution and Excitation 分配端口幅度和相位 Setup and Plot Farfield Array 设置并画出远场阵列 勾选 Apply to Farfield Source 选项，可以将 远场源作为一个阵元进行组阵操作。 设置单元数： Number of Row：平行于X 轴的行数 Number of Columns：平行于Y 周的列数 S1(x) S2(y’) 设置单元间距： S1(x),S2(y’)及 Grid Angle 的含义如下图： 设置波束指向角： Scan Theta：波束指向角的Theta 角度； Scan Phi：波束指向角的Phi 角度； Load phase distribution：载入端口的相位信息。 幅度加权 Amplitude weight 在下拉菜单中选择一种幅度分布函数： Uniform(均匀分布) 、Binomial(二项式分布) 、Cosine(余弦分 布)、 Cosine^2(余弦平方分布) 、Chebyshev(切比雪夫分布) 、Taylor(泰勒分布) 、User Defined( 自定义分布) 、Relative sidelobe level(dB)设置副瓣电平、Frequency 设置参考频率。 导入文本文件：用户自定义的任意阵元位置及端口幅相分布 设置仿真结果名称： 设置仿真结果名称，可以通过勾选 Automatic labeling 来自动命名，也可以自定义名称。 Special 中的设置——量化误差设置： Number of Phase bits：移相器位数； Number of Amplitude bits：衰减器位数； Least Significant Bit(dB)：衰减量的最小步进； Maximum Attenuation(dB)：最大衰减量 (不需要设置，当衰减器位数及衰减量最小步进设置完成后，此项会自动显示)。 注：移相器和衰减器位数设置为 0 时为理 想情况，位数无穷大(精度无穷高)。 Special 中的设置——阵元端口间的相移： 此设置仅适用于天线阵中每个阵元均为多端口馈电的情况，当阵元的多个端口间存在相位差时，使用此项进行设置。 Special 中的设置——最小值设置： 此设置仅适用于分布函数为二项式分布、 余弦分布或余弦平方分布，用来设置幅度的最小值。 Special 中的设置：溢出阵元处理 移除溢出的单元，并可以设置第一个阵元的偏置位置。当 Grid Angle=90 度时，无此选项。 不论是自动生成的阵列，还是使用宏分配阵列端口的幅值 和相位，均需按照下图所示的方式对端口进行排列： 案例展示 以一个偶极子天线为例，从单元创建整个天线阵。点击菜单Marcos-Wizard-Array Wizard 并进行如下设置： • 10×5 的阵列，阵元间距 150mm x 200mm • 波束偏角为 0 度，双向幅度加权为泰勒分布，副瓣电平-25dB，频率为 0.79GHz 得到天线阵模型如下： 使用时域求解器，点击 Start 开始仿真。 所有端口的幅度和相位均已经自动设置完成 (因扫描角 Scan Phi 和 Scan Theta 均为 0，故所有端口的Phase shift 均为 0) 。 天线阵方向图分析结果如下： 对已有阵列的各个端口进行幅度相位的设置 使用此选项的前提是天线阵和端口已存在。 (.注：端口序号必须按照下图排列，该宏