熱線電話:13761612886 
Vivaldi天線 簡介
文章來源: 互聯網 錄入: mweda.com
| Vivaldi天線 | |||||||||||||||
| CAD考題 2000 – 《歐洲微波工程雜志》 《歐洲微波工程雜志》(Microwave Engineering Europe - MWEE) 的電磁仿真考題欄目在過去的幾年里吸引了多家世界最知名的軟件公司將它們的產品來比較測試。讀者對它們的仿真結果也很感興趣，因為這些結果一方面引入了當今仿真技術最前言的應用成果，另一方面也為用戶在選擇適用于他們具體應用的軟件時提供了良好的參考。
發表的測量結果與各家軟件商的仿真結果間有著很大的差異。《歐洲微波工程雜志》并為對這一差異給出任何的解釋。CST在Vivaldi天線上做了精細的計算并進行了收斂分析。認為自己的結果是準確的。 為此，我們也很愿意與您分享我們的思路與結果，敬請提出您的寶貴意見。 現將看到微波工作室在解決Vivaldi天線中的各個方面的小結： 1. 性能與精度 上圖給出了發表在《歐洲微波工程雜志》2001年2月刊上的六家參加此考題競賽的軟件商的仿真結果。粗略一看，似乎所有曲線在0-5 GHz 間均很相近。仔細來看它們有著明顯的差異。這些差異的重要性通過CST微波工作室的自動網格適配器所做的收斂分析被顯現出來。 上圖示出在初始10000個網點時（Pass 1）結果明顯遠離收斂后的結果。在第5進程后（53000個網點，12分鐘計算時間）我們可以看到，結果開始收斂，相互的差異越來越小。 從數學上保證，我們的算法總是可以收斂的。所以此結果是非常可信的。 下面讓我們來仔細考察一下3GHz附近的那個“諧振”（參見上圖）。該諧振的強度及諧振頻率隨著網點的增加逐漸減弱且移動。在Pass9進程時，網點為330000，這是個相當高精度的結果。在所有這些計算中，我們看到了諧振點的值相差25dB，頻率移動了330MHz。 我們再反過來分析一下其他軟件的結果。可以看到他們所有的計算時間及結果的可信度是有問題的。它們的諧振峰值相差12dB和250MHz。這充分地表明收斂分析的重要性。 最后，我們以上所做的9次計算是為了表明收斂分析的重要性。在實際中，只需幾次計算便可以獲得可信的結果了。 實際上，MWEE還要求考題競賽者提供10 – 20 GHz頻段內的結果。可遺憾的是，MWEE之后即未發表其測量結果也未刊登各軟件的仿真結果。很明顯，此頻段下由于結構的電長度的增加從而導致網點的急劇增大，使得各家的仿真結果的差異更大。 通過對各家所提供的數據分析表明，CST微波工作室所采用的時域算法有著明顯的優勢。它表現在計算時間和內存的需求上。Ansoft的HFSS用了143分鐘計算0到10GHz的范圍，而CST微波工作室僅用了15分鐘且所用的內存是HFSS的1/8。HFSS未發表10 – 20GHz段的結果。CST微波工作室則用了15分鐘便得出此頻段下的結果。當然，要想得到在20GHz處的高精度的結果，需要更精細的網格。之后，我們用了64分鐘完成了這一高精度的仿真。 2. 仿真與測量間的比較 上圖是BAE Systems 公司（Great Baddow）在0.5 -10 GHz 反射的測量值。各個軟件商的結果相差得太大，以致人們不妨要問該測量的結果是否與提供給大家來仿真的結果相同？不可能所有的仿真結果均有這么大的誤差。大家知道，所有提供的結果均出自于當今最先進三維電磁算法，且它們均是歷年來由眾多的用戶使用證明是相當準確的。可能的解釋是：在實際的天線中還有一個SMA支架存在（見《歐洲微波工程雜志》2001年2月刊）。 3. 結構輸入時間 與計算精度和速度一樣，用戶友好性同樣也是衡量當今CAE軟件優劣的重要指標之一。在許多情況下，用戶輸入結構所用的時間可能占整個仿真設計時間的相當大的部分。各家軟件商在結構輸入時間上的差異甚大。可從10分鐘到120分鐘。CST微波工作室已被許多用戶認為是當今所有電磁仿真軟件中最容易使用的。可奇怪的是，我們竟然是時間最長者！ 我們想讓用戶自己根據您從理解結構圖到輸入結構，設定邊界條件，直至結構參量化所需要的時間來判斷輸入這樣的結構僅需15分鐘究竟是否現實。CST認為只有事實對用戶最有說服力。因此我們仍堅持事實，即約120分鐘的結構輸入時間，當然一個有經驗的用戶通過象微波工作室這樣友好的界面還是有可能進一步縮短輸入時間的。 您不妨試一試？ 4. 微波工作室的結果 《歐洲微波工程雜志》在其CAD Benchmark 2000欄目里發表了一個平衡式Vivaldi天線的考題。CST微波工作室的仿真結果見下或參見MWEE網站。 建模 此Vivaldi天線是用CST微波工作室來建模分析的。 此結構全部用變量參量化了。金屬層的厚度（17mil）也考慮進去了。 geometry.gif (147 KB) construction.gif (7 KB) 以下為10GHz處各種場圖和方向圖 gainabs10_z_05deg.mpg (637 KB) gainabs10_z_05deg_small.mpg (227 KB) gaintheta10_z_05deg.mpg (635 KB) gaintheta10_z_05deg_small.mpg (227 KB) habs10_y04_10deg.mpg (165 KB) habs10_y04_10deg_small.mpg (61 KB) hy10_y0_10deg.mpg (319 KB) hy10_y0_10deg_small.mpg (115 KB) jabs10_y0_10deg.mpg (167 KB) jabs10_y0_10deg_small.mpg (61 KB) j10_y0_10deg.mpg (319 KB) j10_y0_10deg_small.mpg (115 KB) j10_y0_zoom_10deg.mpg (319 KB) j10_y0_zoom_10deg_small.mpg (115 KB) 硬件信息 0 - 10GHz帶寬內S參量的計算是在800MHz PIII電腦（單CPU）上用了15分鐘完成的。其結果與后續的0 - 20GHz帶寬且加密網格下的結果十分相近。后者用了64分鐘和100兆內存。 軟件信息 本考題采用微波工作室2.1版本。 5. 計算時間 實際上，MWEE還要求考題競賽者提供10 – 20 GHz頻段內的結果。可遺憾的是，MWEE之后即未發表其測量結果也未刊登各軟件的仿真結果。很明顯，此頻段下由于結構的電長度的增加從而導致網點的急劇增大，使得各家的仿真結果的差異更大。 通過對各家所提供的數據分析表明，CST微波工作室所采用的時域算法有著明顯的優勢。它表現在計算時間和內存的需求上。 Ansoft的HFSS用了143分鐘計算0到10GHz的范圍，而CST微波工作室僅用了15分鐘且所用的內存是HFSS的1/8。HFSS未發表10 – 20GHz段的結果。 CST微波工作室則用了15分鐘便得出此頻段下的結果。當然，要想得到在20GHz處的高精度的結果，需要更精細的網格。之后，我們用了64分鐘完成了這一高精度的仿真。 |
申明：網友回復良莠不齊，僅供參考。如需專業解答，推薦學習李明洋老師的CST培訓視頻，或咨詢本站專家。
-
CST中文視頻教程，資深專家講解，視頻操作演示，從基礎講起，循序漸進，并結合最新工程案例，幫您快速學習掌握CST的設計應用...【詳細介紹】
推薦課程
-
7套中文視頻教程,2本教材,樣樣經典
-
國內最權威、經典的ADS培訓教程套裝
-
最全面的微波射頻仿真設計培訓合集
-
首套Ansoft Designer中文培訓教材
-
矢網,頻譜儀,信號源...,樣樣精通
-
與業界連接緊密的課程,學以致用...
-
業界大牛Les Besser的培訓課程...
-
Allegro,PADS,PCB設計,其實很簡單..
-
Hyperlynx,SIwave,助你解決SI問題
-
現場講授,實時交流,工作學習兩不誤
CopyRight © 2008-2013,微波EDA網,All Rights Reserved 滬ICP備05048810號
