CST2022混合求解器的场路联合仿真实例
CST 2022版中一个新功能可以将混合求解任务作为一个block放在电路中,使混合求解的S参数结果可用于电路仿真,该功能对于除“transient co-simulation”之外的电路任务都是可用的。这期我们会介绍基于该功能的“混合求解任务的场路联合仿真”整个流程。
一、创建双向混合求解任务
1.天线仿真
1.1首先选择一个合适的模板
仿真雷达天线
1.2 仿真结果如下
S参数结果
表面电流
远场方向图
2.创建双向混合求解任务
2.1创建platform(目标物)
在目标物2米处设置锚点
2.2 将source(天线)安装到platform指定的位置上
把设计好的天线文件XXX.cst拖拽到schematic界面中,可以在导航树的blocks文件夹中看到两个block,即一个天线和一个目标物。
选择assembly—assembly modeling,通过平移或者对齐锚点来调整天线与目标物之间的位置
其中absolute transform中可以设置参数,该参数可以用于参数扫描,用来仿真source(天线)在平台中位置变化的情况。
确定好位置后,关闭assembly选项卡
2.3创建hybrid solver task
点击simulation project---hybrid solver task---Bi-directional,创建双向混合求解任务。
这时,界面上会给出提示,首先要为仿真工程定义一个平台(platform)。
操作方法:
a. 在左侧导航树(Navigation Tree)的Blocks文件夹中选择一个block作为平台,当然也可以直接点击界面中的图标。
b.点击3D Model 图标,点击create simulation project
c. 弹出“create new simulation project”对话框,可以给platform命名,修改其工程模板,选择适合platform仿真的求解器,如integral equation(I solver)或者Asymptotic(A solver)。点击OK,关闭对话框。
接下来,界面上又会给出提示,要为仿真工程定义source1。
操作方法与创建platform相同:
a. 选择作为source1的block。
b.点击3D Model 图标,点击create simulation project
c. 弹出“create new simulation project”对话框,可以给source命名,修改其工程模板,选择适合platform仿真的求解器,如frequency domain(F solver)或者time domain(T solver)。点击OK,关闭对话框。
这时,界面上又会给出提示,要为仿真工程定义source2。如果存在多个source,则可以继续定义source2,操作过程相同。当全部的source定义好以后,点击close simulation project mode.
这时会自动创建并打开platform 工程和所有source的工程,同时弹出“coupling settings”对话框,用来定义耦合类型(coupling type)和频率范围(frequency range),以及在双向耦合混合仿真过程中的仿真频点(freq.samples)。当然以上几个对话框中的设置后面也可以修改。
这时一个双向混合求解任务就创建完成了。在左侧的导航树中tasks文件夹中出现了一个HS1,代表该双向混合求解任务。
在task parameter list(HS1)中可以看到刚刚做的一些设置。在这里可以修改。
其中在global iterative solver中
---maximal number of iterations:最大迭代次数
---target residual:目标残差
在domain interfaces中
Distance to source structure:定义了source domain的大小,即source domain的交换面与source结构之间的距离
和重叠大小定义了源域和平台域之间的耦合区域。它们以中心频率波长的倍数输入
Overlap size:定义了距离source domain与platform domain之间的耦合区域。即耦合区域交换面与source domain交换面之间的距离。
两个交换面之间被定义为field exchange region(场交换区域),参考下图所示。
确认以上参数都设置好以后,就可以点击update进行双向混合求解的仿真了。
二、双向混合求解任务的场路联合仿真
如果想要得到双向混合求解条件下的天线隔离度仿真,或者为source定义自定义的端口输入,或者想对source的端口做电路匹配,可以创建一个S parameter task或者transient task进行场路联合仿真。
首先添加一个simulation project reference block,同时在simulation task要选择HS1。
此时simulation project reference block变成了HS的图标,同时会出现类似[Source1]1的pin,用来表示3D模型中source中的端口位置。同时可以连接对端口添加external port或者element做端口匹配。
此时可以添加transient task,并为source定义信号。当然也可以创建S parameter task。
对tran1进行update,可以得到电路任意位置或者端口的电压电流时域频域波形。
总结:
Hybrid solver提供了一个非常友好的界面,在同一个工程里导入source,platform。不需要先仿真source(天线),然后提取场源文件,再导入到平台所在的project中。
hybrid solver task中的Bi-directional(双向耦合混合求解任务)能够考虑到platform对source的影响。简单理解,就是双向耦合混合求解可以仿真天线周围环境对天线的影响。
2022版新增的simulation project reference block功能,可以实现双向混合求解的场路联合仿真。可以做天线隔离度仿真,可以自定义输入激励波形,可以对Hybrid工程进行电路匹配,可以获得电路上各点的电压电流波形。