CST仿真微带线模型的直流电阻

文章内容将分别介绍Js、RLC、FEM求解器仿真直流电阻的工作流程。

1、使用稳态电流求解器(Js Solver)仿真直流电阻

Js求解器是CST低频工作室中用于模拟稳态电流场，计算电场强度和电流密度的求解器。

Js求解器可以求解每个组件的功率损耗，通过简单的换算便可以得到直流电阻。

下面介绍具体流程：打开一个低频工作室的工程模板，将求解器切换为Js求解器，创建一段微带线模型。

选中微带线的一个截面，添加1A的电流端口，直接运行求解器。

Js求解器没有直接给出直流电阻的大小，但给出了每个组件的功率损耗。点击导航树“Loss Power”文件夹查看，Rdc=P_loss/(1^2)=0.00217Ω。

2、使用RLC求解器计算部分电阻

RLC求解器可用于计算指定模型的等效电路参数，即部分电感、部分电阻和部分电容。

在后处理功能栏中删除结果，将求解器切换为RLC求解器。

让微带线和GND平面间预留一点间隙，在微带线两端添加“RLC Node”。

需注意的是：Js求解器的电流端口用于规定通过先前选定表面的总电流。它应该定义在边界表面或形成闭合电流回路的导体的平面上。

RLC求解器的RLC Node是电流流过的面或电荷所在的面，与RLC网络的节点相关联。RLC Node pair应定义在导体结构的两端，体电流可以在其中流动。

打开RLC求解器设置对话框，将“RLC Node”设置为node pair。

仿真完成后，点击“Partial Resistance”文件夹查看仿真结果。

3、使用FEM求解器计算Z参数

      使用时域、频域等3D求解器仿真可以直接得到S参数，CST自带的后处理功能可以从S参数换算出Z参数结果。

将模型复制到微波工作室中，在微带线两端添加离散面端口，将求解器切换为频域求解器，设置好频率和边界后，直接运行仿真。

切换到设计工作室界面，一个pin接端口，另一个pin接地。添加“S parameter 任务”和“后处理任务”。

点击“Up date”更新任务后即可得到Z参数了。

最后，可以对比一下仿真结果与理论计算值，直流电阻理算计算公式如下：

使用Js、RLC、FEM求解器仿真直流电阻的结果均在0.00218Ω左右，可见，三种方法均能得到比较准确的仿真结果。