CST仿真圆极化贴片天线阵列(2/2)
阵列天线可以使用时域求解器,比如FIT或TLM,同时激励(simultaneous)或分别激励(sequence)均可。但是时域的一大问题就是端口较多的时候,分别激励端口耗时较长,效率不高,所以这里我们可以考虑使用划区法(simulation by zones)。该方法可以提高仿真效率,因为是属于分别激励方法的估算版本(Group Sequential Excitation),优势就是分别激励的优势 --- 可将任何激励或波束的形成都放到后处理。
比如如下的大型天线阵列,我们可假设相同颜色的天线由于位置近似,属于一个group分组,其结果可复制粘贴,这样我们只需要计算9个单元天线作为参考就可以了(9个颜色)。
这期我们用自带的天线阵列案例,演示如何使用时域分组激励法。
跟上期一样的阵列天线案例,这里的Array任务是频域DDM,我们不看,但是可利用。我们可以复制该任务,然后将复制的Full Array任务删除,然后将复制的Array任务重命名:
可将Array任务disable掉,然后点击新复制的Array任务,进入Group View,可将目前是空白的:
选择一些单元,点击Group Elements进行分组:
我们这样分5组之后,用Create Full Array Simulation Project生成三维仿真任务:
选择时域求解器:
弹出的对话框选择Group Sequential excitation ,这个就是本期要演示的分组激励法。另外两个方法就是它上面的两个选项。
进入Array任务下面新生成的三维任务,我们先查看求解器,ExcitationList里面可见是5个端口激励而已:
由于该案例是给频域DDM设置的,初始带宽很窄,不适合时域仿真,我们可以改成宽带:
查看对应的激励信号:
这里还有个小技巧,既然我们只仿真5个参考天线单元,我们可以将全部单元的本地加密的网格去掉,然后只加密参考单元的网格,这样仿真效率比较高。
仿真结束后,可见3.6GHz的远场:
将Phi=90的切面和我们上期DDM的结果放在一起对比:
S参数放在一起对比:
最后介绍其他的时域分组法仿真阵列天线的案例,这里主要问题就是怎么分组合适,分的越细,仿真端口越多,时间越长,副瓣的精确度越高:
小结:
1. 时域分区法的目的是通过近似单元的合并来加快仿真。分区方式不一定,需要考量的因素是单元结构、单元间耦合、阵列尺寸及相对单元位置,已经扫描角的需求等等。最好是完全搞懂单元的性能和仿真结果之后,再研究合并。
2. 分区越稀疏,仿真越快,但副瓣精确度下降,不过主瓣精确度一般还是很好的。
3. 参考达索原文QA00000065496:https://support.3ds.com/knowledge-base/?q=QA00000065496
4. 若天线本身是线极化并且对称馈电,可用E和H对称加上分区法,共同提高仿真效率。