CST仿真相位方向图和相位中心的几个问题
05-08
最近在研究用CST和HFSS仿真远场相位方向图,建了一个很简单的矩形微带贴片天线的模型来仿真,遇到几个问题请高手赐教
1. CST里面的相位中心(phase center)是怎么算出来的?我用的是CST2011,看了帮助文件,计算相位中心的时候有几个选项,其中一个是E-field component,有theta,phi和boresight三个选项,前两个是球坐标系里的两个参量,最后一个boresight是什么呀?帮助文件说是考虑了+z方向极化算出来的相位,这个东西不太明白,球坐标系有r,theta,phi三个分量,难道boresight跟r有关?帮助文件说远场的方向图是选择离原点固定距离的点画出来的,这个固定距离是多少?算相位中心另外还有几个选项是z的角度,平面(E面,H面,both),如果我想尽可能周全的考虑总的相位中心,我该怎么选?直接点开时,系统默认的是boresight,z角度30度,平面是both,怎么选才是总的?
2. 仿真相位中心时,选定z=30度,我把theta,phi,boresight和E面,H面,both全都组合仿了一遍,也就是仿真了9个结果,其中有两个结果的标准差(sigma)异常的大,其他结果仿出来的标准差都在零点几,那个两个结果在几千,一看图,发觉z轴两边的值相差180度左右,左边近似水平,右边近似水平,但是左右两边相差180度,这是怎么回事呀,难道是z轴附近theta向量的跳变引起的?如果是的话,这个跳变又是怎么回事?帮助文件只是说在检查相位中心的时候,提到过说改变origin,也就是远场的原点的时候,可能会跳变,需要变换坐标系来解决,这个问题我没研究过,但是我也就只是一次仿真,不存在改变origin的问题呀,怎么会有跳变的情况呢?
3.关于远场的原点(origin of farfield)有三个选项,一个是bound box的中心,一个是坐标原点,一个是free,free也就是可以自定义远场原点的位置,我想通过这个来验证仿真出来的相位中心是否正确,我想到的方法是改变远场原点,也就是把远场原点变成仿真出来相位中心来,再进行仿真,看看再次仿真出来的相位中心是什么,看看sigma是否会变得更小,但是我发现无论怎么改变远场原点,仿真显示出来的相位中心一点竟然变化都没有,显示的坐标跟之前显示的一模一样。而且sigma也没有变化,我把远场原点改得很大,很离谱,仿真出来的相位中心还是没变化,只是sigma变大了。不知道cst的幅度方向图和相位方向图是按什么原理绘制的,我理解的,应该是取远场中离远场原点等距离的点,也就是以远场原点为球心的球面上的点算得幅度,相位信息来绘制的,但是这个理解,跟仿真出来的东西,完全没法解释。我又先后试过平移模型位置,或者重新定义坐标轴位置,发现对于计算出的相位中心,均无影响。
4.不管是CST还是HFSS仿真相位方向图,总有一个theta相位和一个phi相位,如果是把实物做出来了进行实际测量,测远场某点的相位信息测出来是两个分量还是只有一个总量呀?我没做过,但是我觉得应该是只有一个量吧,那如果只有一个量,我用CST仿真如果仿真出来呢,我数学基础不太好,theta和phi两个分量的幅度,可以用矢量法则叠加,但是相位怎么叠加呀?相位是矢量么?我该如果用CST仿真出某个点唯一的相位值呀?
5.我想要做的是用CST仿真出xoz,yoz和xoy面的相位方向图,用每一个面的方向图来求解每一个面的相位中心,应该怎么做?是用一个面当中的theta和phi中的一个分量来求解,还是说能够仿真出一个总的相位,而用总的来求解呢?还请懂的人指点一二
1. CST里面的相位中心(phase center)是怎么算出来的?我用的是CST2011,看了帮助文件,计算相位中心的时候有几个选项,其中一个是E-field component,有theta,phi和boresight三个选项,前两个是球坐标系里的两个参量,最后一个boresight是什么呀?帮助文件说是考虑了+z方向极化算出来的相位,这个东西不太明白,球坐标系有r,theta,phi三个分量,难道boresight跟r有关?帮助文件说远场的方向图是选择离原点固定距离的点画出来的,这个固定距离是多少?算相位中心另外还有几个选项是z的角度,平面(E面,H面,both),如果我想尽可能周全的考虑总的相位中心,我该怎么选?直接点开时,系统默认的是boresight,z角度30度,平面是both,怎么选才是总的?
2. 仿真相位中心时,选定z=30度,我把theta,phi,boresight和E面,H面,both全都组合仿了一遍,也就是仿真了9个结果,其中有两个结果的标准差(sigma)异常的大,其他结果仿出来的标准差都在零点几,那个两个结果在几千,一看图,发觉z轴两边的值相差180度左右,左边近似水平,右边近似水平,但是左右两边相差180度,这是怎么回事呀,难道是z轴附近theta向量的跳变引起的?如果是的话,这个跳变又是怎么回事?帮助文件只是说在检查相位中心的时候,提到过说改变origin,也就是远场的原点的时候,可能会跳变,需要变换坐标系来解决,这个问题我没研究过,但是我也就只是一次仿真,不存在改变origin的问题呀,怎么会有跳变的情况呢?
3.关于远场的原点(origin of farfield)有三个选项,一个是bound box的中心,一个是坐标原点,一个是free,free也就是可以自定义远场原点的位置,我想通过这个来验证仿真出来的相位中心是否正确,我想到的方法是改变远场原点,也就是把远场原点变成仿真出来相位中心来,再进行仿真,看看再次仿真出来的相位中心是什么,看看sigma是否会变得更小,但是我发现无论怎么改变远场原点,仿真显示出来的相位中心一点竟然变化都没有,显示的坐标跟之前显示的一模一样。而且sigma也没有变化,我把远场原点改得很大,很离谱,仿真出来的相位中心还是没变化,只是sigma变大了。不知道cst的幅度方向图和相位方向图是按什么原理绘制的,我理解的,应该是取远场中离远场原点等距离的点,也就是以远场原点为球心的球面上的点算得幅度,相位信息来绘制的,但是这个理解,跟仿真出来的东西,完全没法解释。我又先后试过平移模型位置,或者重新定义坐标轴位置,发现对于计算出的相位中心,均无影响。
4.不管是CST还是HFSS仿真相位方向图,总有一个theta相位和一个phi相位,如果是把实物做出来了进行实际测量,测远场某点的相位信息测出来是两个分量还是只有一个总量呀?我没做过,但是我觉得应该是只有一个量吧,那如果只有一个量,我用CST仿真如果仿真出来呢,我数学基础不太好,theta和phi两个分量的幅度,可以用矢量法则叠加,但是相位怎么叠加呀?相位是矢量么?我该如果用CST仿真出某个点唯一的相位值呀?
5.我想要做的是用CST仿真出xoz,yoz和xoy面的相位方向图,用每一个面的方向图来求解每一个面的相位中心,应该怎么做?是用一个面当中的theta和phi中的一个分量来求解,还是说能够仿真出一个总的相位,而用总的来求解呢?还请懂的人指点一二
力所能及的讲一点吧,这几天正好也在纠结这个
1、boresight这个东西我也在疑惑,E-plance和H-plane还有borh,这三个选项分别对应了E-plane和H-plance的相位中心,就是按平面计算的,both好像是两个平面都计算,然后求个平均值,找个sigma最小的位置
2、这个问题我也发现了,当你选择的电场方向和平面平行,计算出来的sigma就会很大(好像是和平行于计算平面的场分量的大小成反比,这个要电磁计算达人来解释了。)
3、origin是设置远场计算中心,和这个关系大么?没用过这个
4、theta和phi是不是矢量合成呢?比如你拿一个理想线极化天线(交叉极化无穷大)作为接收天线,水平放置和垂直放置是不是会得到两个不同的方向图呢?不知道这两个方向图是不是就是theta和phi方向图
5、如果天线辐射为Z方向,那么只能在两个面上求相位中心,一个是XOZ平面一个是YOZ平面,XOY平面应该不能求,每个面又能求两个(算上boresight就是三个了。)相位中心。
这个讨论很有意义哦
我在DOC88找到这个文档,可惜没积分,下不下来,你看看,还是有参考价值的
CST phase centre 相位中心计算参考文档
http://www.doc88.com/p-185434096618.html
很有用的讨论
谢谢楼上
小编问题解决了吗?我想知道有关第四个的答案,科研的好郁闷纳
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