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《CST微波工作室(CST Microwave Studio)中網(wǎng)格劃分(Mesh)和波導(dǎo)端口(Waveguide Port).doc》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線(xiàn)閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫(kù)。
1、摘要—本文簡(jiǎn)述了在CST微波工作室（CSTMicrowaveStudio）中網(wǎng)格劃分（Mesh）和波導(dǎo)端口（WaveguidePort）設(shè)立時(shí)的基本原理。針對(duì)常見(jiàn)的微波器件結(jié)構(gòu)，簡(jiǎn)單論述了CST建議的網(wǎng)格劃分方法。簡(jiǎn)要分析波導(dǎo)端口設(shè)置時(shí)需要注意的網(wǎng)格長(zhǎng)度設(shè)置原則。??3Ald.EqtM?6pz:Lfd80?索引詞—CST、仿真jeuNTDjeL??#1!BD!u?I.簡(jiǎn)述SFPIr0u?CST工作室套件（CSTStudioSuite）因?yàn)槎喾N類(lèi)的組件和良好的技術(shù)支持已經(jīng)成為很多微波從業(yè)者首選的電磁仿真工具。在使用CS
2、T微波工作室（CSTMicrowaveStudio）的過(guò)程中，一些使用者在網(wǎng)格劃分（Mesh）時(shí)會(huì)覺(jué)得相對(duì)比較難于理解和掌握相關(guān)的原理和技巧。也有不少使用者在創(chuàng)建波導(dǎo)端口（WaveguidePort）時(shí)會(huì)遇到一些錯(cuò)誤提示信息。本文集于CST微波工作室的幫助文件作提供的官方信息，結(jié)合作者的使用經(jīng)驗(yàn)，就上面兩個(gè)問(wèn)題作簡(jiǎn)單的論述與分析。=/'*(C2?本部分設(shè)定了隱藏，您已回復(fù)過(guò)了，以下是隱藏的容II.網(wǎng)格劃分J2k'Ke97o?$mgh.3z0?A.網(wǎng)格劃分基本原則<?@46d?C?CST工作室套件使用有限積分法（Finite
3、IntegrationTechnique）求解麥柯斯韋方程（Maxwell’sGridEquations）來(lái)進(jìn)行仿真運(yùn)算[1]，因此，每一個(gè)創(chuàng)建的模型都要“翻譯”成軟件可識(shí)別的離散結(jié)構(gòu)，這個(gè)“翻譯”過(guò)程通過(guò)網(wǎng)格劃分（MeshGeneration）來(lái)實(shí)現(xiàn)。/@}#KP=?在實(shí)際操作中，當(dāng)一個(gè)模型創(chuàng)建好的時(shí)候，CST專(zhuān)家系統(tǒng)（ExpertSystem）已經(jīng)按照默認(rèn)設(shè)置作了初始網(wǎng)格劃分，這個(gè)初始設(shè)置可以打開(kāi)全局網(wǎng)格設(shè)置（GlobalMeshProperties）來(lái)查看。在不應(yīng)用任何模板（Template）的前提下，每波長(zhǎng)網(wǎng)格線(xiàn)數(shù)（Lin
4、esperwavelength）、最小網(wǎng)格限制（Lowermeshlimit）和網(wǎng)格線(xiàn)比率限制（Meshlineratiolimit）這三個(gè)參數(shù)都為10。關(guān)于這三個(gè)參數(shù)的意義，鑒于篇幅的原因，這里不再詳細(xì)闡述，有興趣的讀者請(qǐng)參考CST幫助文件[2]。Jj!tRZT ?X_S]8Aa?除了默認(rèn)的專(zhuān)家系統(tǒng)，模型的網(wǎng)格還可以通過(guò)應(yīng)用模板來(lái)進(jìn)行網(wǎng)格設(shè)置。CST微波工作室中已經(jīng)與設(shè)置了常見(jiàn)的微波工程的模版，通過(guò)模版可以更有針對(duì)性地進(jìn)行網(wǎng)格劃分。由于模版與定義了一些列的單位、邊界和網(wǎng)格屬性，因此應(yīng)用模版最好是創(chuàng)建CST工程的第一個(gè)步驟。_
5、BaSU%1(?B.建議的六面體網(wǎng)格劃分原則CST微波工作室給出了幾個(gè)最常見(jiàn)微波模型的網(wǎng)格劃分建議，基于常用性考慮，本文都以六面體（Hexahedral）網(wǎng)格劃分為例。?CST微波工作室建議的同軸結(jié)構(gòu)網(wǎng)格劃分如圖1所示，圓柱和外圓柱的邊緣都應(yīng)該生生一條網(wǎng)格線(xiàn)，包括中心的一條網(wǎng)格線(xiàn)，整個(gè)剖面生成了5+5條網(wǎng)格線(xiàn)。%pKs-n`?圖片:hexmesh_coaxial.JPG??j~>#{" C?圖1–同軸結(jié)構(gòu)網(wǎng)格劃分建議[2]*Z(C')7r?CST微波工作室建議的平面結(jié)構(gòu)網(wǎng)格劃分如圖2所示，微帶線(xiàn)（Microstrip）中
6、心導(dǎo)體部分至少要生成1-2條網(wǎng)格線(xiàn)，導(dǎo)體至地之間的介質(zhì)層至少要生成1-3條網(wǎng)格線(xiàn)。9cPucKuj?圖片:hexmesh_planar2.JPG??圖2–平面結(jié)構(gòu)網(wǎng)格劃分建議[2]CST微波工作室建議的螺旋結(jié)構(gòu)網(wǎng)格劃分如圖3所示，圓柱導(dǎo)體至少應(yīng)生成1-2條網(wǎng)格線(xiàn)，每螺距間至少要生成3-5條網(wǎng)格線(xiàn)。m5 g:Q?圖片:hexmesh_helical.JPG??圖3–螺旋結(jié)構(gòu)網(wǎng)格劃分建議[2]+6E<+-N?C.網(wǎng)格優(yōu)化0+h?Bk?在建立了初始網(wǎng)格之后，為了得到更準(zhǔn)確的仿真結(jié)果，有必要對(duì)網(wǎng)格劃分進(jìn)行進(jìn)一步的優(yōu)化。CS
7、T微波工作室提供了自適應(yīng)網(wǎng)格優(yōu)化（AdaptiveMeshRefinement）功能，使用者可以通過(guò)自適應(yīng)方式自動(dòng)提高網(wǎng)格密度。自適應(yīng)網(wǎng)格優(yōu)化有兩種計(jì)算方法：基于專(zhuān)家系統(tǒng)優(yōu)化（ExpertSystemBased）和基于能量?jī)?yōu)化（EnergyBased）。關(guān)于這兩種優(yōu)化方案的詳細(xì)介紹，讀者可以參考CST微波工作室?guī)椭募2]。K
8、!)<6ZsG7?v:b%G?o?圖4至圖6顯示了在三種不同網(wǎng)格劃分方案前提下，一個(gè)耦合微帶線(xiàn)（CoupledMicrostrip）的網(wǎng)格劃分視圖（MeshView）。圖4的專(zhuān)家系統(tǒng)生成了最簡(jiǎn)單的網(wǎng)格結(jié)
9、構(gòu)，每一條導(dǎo)體截面生成3條網(wǎng)格線(xiàn)。通過(guò)應(yīng)用模版，如圖5所示，網(wǎng)格線(xiàn)增加到了6條。圖6的自適應(yīng)網(wǎng)格優(yōu)化只對(duì)波導(dǎo)端口1（對(duì)應(yīng)左手邊的微帶線(xiàn)）進(jìn)行自適優(yōu)化，結(jié)果顯示左邊微帶線(xiàn)生成了密集的網(wǎng)格線(xiàn)，包括兩條微帶線(xiàn)之間以及微帶線(xiàn)頂端等能量集中的區(qū)
