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CST MWS远场仿真数据与实际测试数据对比

05-08
虽然很早之前用过学过CST,但多半是一知半解,由于用的比较少,也就听之任之了。开始认认真真的学习CST是从今年的3月份开始,因为导师接了一个基站天线的项目。导师和同事都是使用HFSS的高手,他们给我的经验就是CST建立模型比较方面,但是仿真远场和阻抗肯定不如HFSS,建议我采用HFSS来仿真。
HFSS之前也用过,但其建模方式不如CST好,仿真时间比较长,漫长的等待早已让我失去了耐心(仅仅是个人使用的感受而已)。在网上查询了有关的CST的有关介绍之后,个人还是觉得借这个项目正好做下对比。
经过4个月终于把振子开发完毕,方向图和阻抗特性都满足指标要求。由于天线需要满足小型化的要求,牺牲了前后比的指标。


 
两个极化的驻波优化到1.35以下。
阻抗优化的过程中,在模型大修改之后,常常忘记自适应网格加密就开始优化,最后优化出来的参数虽然满足指标,但是再采用自适应网格进行验证就发现结果偏离。这点很重要,这是保证仿精确度的关键所在。
导师认为仿真的结果差不多可以,于是开始联系工厂加工制作。厂家看了模型之后,回复说很难保证精确度。由于项目经费有限,导师对CST仿真的结果也持着一种还需要验证的态度。最后讨论还是继续让那家工厂做,到时候回来再调试吧。由于个人没有用CST开发振子的经验,也就没多说什么,只是希望加工厂能做尽量做好点。不要让这个项目夭折了。
在漫长的等待中,一个月后,振子的组件终于加工回来了。认真检查下组件,发现参数值有点偏离。最要命的是有些固定件的材料都弄错了,介质常数差了老远。振子等都金属部件都有点变形,装上去发现整体结构变形,本来很对称的结构看上显得特别的不对称。
没办法,时间不等人,只能“死马当活马医”了,花了一个上午终于装好了样机。用网络分析仪测试看下回波,正极化最差-10dB左右,负极化最差在-8dB左右。看到这样的结果很是悲观,心里面是"七上八下"的。下午开始测试方向图,花了一个下午终于把方向图测试完毕。
认真的统计下方向图数据:
波束宽度:最小值为59.3度,最大值66.9度。
主极化前后比:最小值为19.66dB,最大值30.86dB。
交叉化前后比:最小值为20.78dB,最大值30.7dB。
轴向交叉极化:最小值为19.0dB,最大值为27dB。
正负60度交叉极化:最小值7dB,最大值为20dB。
最后把这些数据交给导师看,导师的意见是CST仿真结果还算可以。可以将模型重新打样,提高模型的精确度。
实际测试出来的结果与CST仿真出来的结果相比较,确实偏离很大,比如波束宽度的收敛性不够。两者的前后比还勉强相符合。而正负60度交叉极化就差的比较大。个人觉得原因有三方面:
首先,个人使用CST的时间不算太长,对其原理以及使用技巧可能未到位,从而造成CST仿真的结果可能偏好。
其次,加工回来的振子尺寸参数误差较大,装配过程中很难与CST中的模型一致;一些结构的材料介电常数很难保证和仿真的一致等。
最后,测试场地的影响,测试环境是开放的环境,无法抗外界干扰以及周围的环境干扰;测试环境是否满足远场的要求;发射喇叭的自身交叉极化是否良好等等因素。
这些因素导致实际测试出来的指标和CST仿真的指标就会有一段差距。
希望各位做天线的朋友们讨论交流下这方面的经验。

好贴啊 顶起来!我也刚学习CST,我也在做基站天线。

个人认为实物上的偏差是最关键的,以前设计DVB-H天线的时候,在meander line上加了一个L一个C方向图就有很明显的变化了。所以实物如果不能和仿真模型高度对应的话,那可以反过来试一试在仿真模型里尽量和现有实物吻合,看看仿真结果能不能更接近实测数据。

谢谢hefang小编,模拟实际的振子比较难,因为振子的实际偏差无法准确建模。而且由于振子为金属振子,装配好之后有些结构参数就不再好测试。这个只能通过后续加工来控制了,比如做成一体成形等等。看看后期加工回来的样机,到时候再测试对比下指标。

你导师是微波方面的吧,我们老师完全不懂的,也去接电磁项目,扔给我。真郁闷

好贴  呵呵呵

是不是加工的参数比较苛刻导致加工误差太大?一般仿真结果,尤其是优化的仿真结果其参数对于加工试件往往不理想,可以适当规整化一下相关参数,在仿真一下修改模型,如果结果差不多,就可以加工了~~

小编已经很厉害了!我还从来没做过工程上的实际天线呢 只会点仿真,但是仿真的时候心里面也总是觉得不靠谱,cst又很多地方不知道那么去设置到底对不对。实际天线是什么样的也不知道,cst建模的时候就按照自己想象的去模型去建,根本没有考虑工程实际(因为不知道工程实际应该是什么样的)。希望和小编交个朋友,向小编多学习学习啊!

顶,,初学者好好学习

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