CST仿真設計理論與實踐

第1章 初識CST 1
1.1 CST 介面與設計流程1
1.1.1 CST 導航介面1
1.1.2 CST 設計流程3
1.1.3 CST 工作介面概覽4
1.2 主菜單及工具列4
1.2.1 File 選項卡4
1.2.2 Home 選項卡5
1.2.3 Modeling 選項卡5
1.2.4 Simulation 選項卡6
1.2.5 Post-Processing 選項卡7
1.2.6 View 選項卡7
1.3 子窗口8
1.3.1 Parameter List8
1.3.2 Progress 8
1.3.3 Messages.8
1.3.4 Result Navigator 9
1.3.5 Navigation Tree 9
1.4 思考題9

第2章 建模操作10
2.1 基本形狀創建 10
2.1.1 創建一個“方體” 10
2.1.2 創建其他基本形狀 12
2.2 選取工具 12
2.2.1 選取工具介紹.13
2.2.2 利用選取工具創建曲面 14
2.3 視圖工具 15
2.3.1 視圖選項 15
2.3.2 顯示/隱藏形狀 16
2.3.3 矩形選取 17
2.3.4 標注尺寸規格18
2.4 工作坐標系 19
2.5 布林操作 22
2.6 曲線工具 23
2.6.1 創建2D/3D 曲線 23
2.6.2 曲線工具(I) 24
2.6.3 曲線工具(II) 28
2.7 變換工具 30
2.7.1 變換操作 30
2.7.2 空殼操作 31
2.7.3 對齊操作 33
2.8 高級創建操作 33
2.8.1 倒直角與倒圓角 33
2.8.2 旋轉操作 34
2.8.3 拉伸操作 36
2.8.4 生成漸變圖形 38
2.8.5 彎曲工具 39
2.8.6 解析式建模 42
2.9 思考題 43

第3章 激勵埠、材料庫與邊界條件44
3.1 激勵類型與設置 44
3.1.1 波導埠 45
3.1.2 波導埠的應用 46
3.1.3 波導埠的常規資訊 53
3.1.4 離散埠 55
3.1.5 平面波激勵源 57
3.1.6 場源 61
3.2 材料 61
3.2.1 材料庫 62
3.2.2 添加新材料 62
3.2.3 編輯材料屬性 63
3.3 邊界條件 63
3.4 對稱平面 64
3.5 思考題 65

第4章 求解器與求解設置66
4.1 計算電磁學的基本概念 66
4.1.1 電尺寸 66
4.1.2 電磁數值計算方法 67
4.2 求解器的類型與特點 67
4.2.1 時域求解器 68
4.2.2 頻域求解器 68
4.2.3 本征模求解器 69
4.2.4 積分方程求解器 70
4.2.5 高頻漸進求解器 70
4.2.6 多層平面矩量法求解器 71
4.3 網格生成 71
4.3.1 網格概述 71
4.3.2 網格優化 72
4.4 求解器參數設置 76
4.4.1 時域求解器參數設置 76
4.4.2 頻域求解器參數設置 78
4.4.3 本征模求解器參數設置 80
4.5 思考題 81

第5章 結果查看與數據後處理82
5.1 結果查看及相關設置 82
5.1.1 結果類型 82
5.1.2 標準結果查看 83
5.1.3 監視器相關設置及結果查看 83
5.1.4 後處理範本相關設置及結果查看 89
5.2 1D 結果視圖選項 91
5.2.1 繪圖屬性 91
5.2.2 顯示格式 92
5.2.3 坐標軸屬性 92
5.2.4 圖像標記 92
5.3 2D/3D 結果視圖選項 93
5.3.1 繪圖屬性 94
5.3.2 顯示格式 97
5.3.3 剖視圖設置 98
5.3.4 漸變圖例設置 98
5.4 巨集與VBA 引擎 99
5.4.1 通過歷史清單生成宏 99
5.4.2 預增益集101
5.5 思考題101

第6章 優化器與高性能計算 103
6.1 參數掃描103
6.2 優化設計104
6.2.1 初始化參數建模104
6.2.2 設置優化器105
6.3 優化設計應用實例110
6.3.1 參數掃描實例110
6.3.2 優化設計實例112
6.4 高性能計算.114
6.4.1 硬體加速技術115
6.4.2 軟體加速技術117
6.5 思考題118

第7章 微波濾波器 119
7.1 腔體濾波器119
7.1.1 耦合諧振器濾波器概述119
7.1.2 腔體濾波器模擬設計122
7.2 超寬頻多模濾波器131
7.2.1 超寬頻多模濾波器概述131
7.2.2 超寬頻多模濾波器的模擬設計132
7.3 思考題140
7.4 參考文獻141

第8章 微帶貼片天線設計 142
8.1 基本微帶貼片天線單元
模擬設計142
8.1.1 空腔模型142
8.1.2 設計要求146
8.1.3 CST 設計概述146
8.1.4 CST 模擬設計147
8.2 短路載入高增益微帶貼片天線的模擬設計162
8.2.1 等效模型162
8.2.2 方向性系數163
8.2.3 設計要求164
8.2.4 CST 設計概述164
8.2.5 CST 模擬設計165
8.3 濾波貼片天線的模擬設計171
8.3.1 基本原理與設計步驟171
8.3.2 設計要求174
8.3.3 CST 設計概述174
8.3.4 CST 模擬設計175
8.4 思考題184
8.5 參考文獻184

第9章 特徵模仿真 186
9.1 特徵模理論概述186
9.1.1 坡印廷定理與廣義特徵值方程186
9.1.2 特徵模理論的重要參數188
9.1.3 特徵模與本征模的區別189
9.1.4 CST 中的特徵模仿真191
9.2 偶極子天線的模式分析192
9.2.1 偶極子天線設計概述193
9.2.2 偶極子天線的特徵模仿真設計195
9.3 微帶貼片天線的模式分析205
9.3.1 微帶貼片天線設計概述206
9.3.2 微帶貼片天線的特徵模
模擬設計207
9.4 圓極化貼片天線的模式分析212
9.4.1 圓極化貼片天線設計概述212
9.4.2 圓極化貼片天線模擬設計213
9.5 耦合圓極化單極子
天線的模式分析219
9.5.1 耦合理論概述219
9.5.2 耦合圓極化單極子天線模擬設計223
9.6 思考題229
9.7 參考文獻230

第10章 終端天線設計 232
10.1 終端天線介紹232
10.1.1 外置天線232
10.1.2 內置天線233
10.1.3 邊框天線234
10.1.4 手機天線的發展趨勢235
10.2 倒F 天線(IFA) 236
10.2.1 IFA 的衍變過程236
10.2.2 IFA 的設計236
10.2.3 IFA 的結構參數分析246
10.3 MIMO 天線與去耦251
10.3.1 MIMO 天線概述251
10.3.2 天線的去耦技術252
10.3.3 MIMO 天線的模擬設計257
10.3.4 MIMO 天線的去耦設計262
10.4 slot 與手機邊框天線263
10.4.1 本節概述263
10.4.2 手機邊框天線的建模仿真265
10.5 手機天線的SAR 模擬282
10.5.1 SAR 計算方法282
10.5.2 SAR 模擬模型的設置282
10.5.3 查看SAR 結果285
10.6 思考題289
10.7 參考文獻290

第11章 週期結構模擬 292
11.1 1D 漏波天線292
11.1.1 微帶漏波天線理論分析294
11.1.2 漏波天線設計概述296
11.1.3 漏波天線設計297
11.2 頻率選擇表面模擬 311
11.2.1 FSS 單元簡介 311
11.2.2 FSS 單元模擬設計312
11.3 基於週期反射表面的高增益天線316
11.3.1 Fabry-Perot 諧振腔天線的理論分析317
11.3.2 設計概述319
11.3.3 基於週期反射表面的
Fabry-Perot 高增益天線
模擬設計320
11.4 總結325
11.5 思考題325
11.6 參考文獻326

第12章 散射場模擬 327
12.1 散射近場的提取327
12.1.1 表面等離子體概述327
12.1.2 設計要求328
12.1.3 設計實例概述328
12.1.4 CST 模擬設計329
12.2 雷達散射截面(RCS)模擬338
12.2.1 RCS 概述338
12.2.2 設計實例概述340
12.2.3 CST 模擬設計341
12.3 思考題345
12.4 參考文獻 346

第13章 基於程式設計調用CST 的自動化建模與模擬 347
13.1 基於MATLAB 的調用347
13.1.1 CST 與MATLAB 的交互347
13.1.2 應用實例——貼片天線建模和模擬352
13.2 基於Python 的調用363
13.2.1 Python 環境配置363
13.2.2 CST 與Python 的交互364
13.2.3 應用實例——貼片天線
建模和模擬366
13.3 思考題.376