CST仿真圓極化貼片天線陣列(2/2)
陣列天線可以使用時域求解器,比如FIT或TLM,同時激勵(simultaneous)或分別激勵(sequence)均可。但是時域的一大問題就是端口較多的時候,分別激勵端口耗時較長,效率不高,所以這里我們可以考慮使用劃區(qū)法(simulation by zones)。該方法可以提高仿真效率,因為是屬于分別激勵方法的估算版本(Group Sequential Excitation),優(yōu)勢就是分別激勵的優(yōu)勢 --- 可將任何激勵或波束的形成都放到后處理。
比如如下的大型天線陣列,我們可假設(shè)相同顏色的天線由于位置近似,屬于一個group分組,其結(jié)果可復(fù)制粘貼,這樣我們只需要計算9個單元天線作為參考就可以了(9個顏色)。
這期我們用自帶的天線陣列案例,演示如何使用時域分組激勵法。
跟上期一樣的陣列天線案例,這里的Array任務(wù)是頻域DDM,我們不看,但是可利用。我們可以復(fù)制該任務(wù),然后將復(fù)制的Full Array任務(wù)刪除,然后將復(fù)制的Array任務(wù)重命名:
可將Array任務(wù)disable掉,然后點擊新復(fù)制的Array任務(wù),進入Group View,可將目前是空白的:
選擇一些單元,點擊Group Elements進行分組:
我們這樣分5組之后,用Create Full Array Simulation Project生成三維仿真任務(wù):
選擇時域求解器:
彈出的對話框選擇Group Sequential excitation ,這個就是本期要演示的分組激勵法。另外兩個方法就是它上面的兩個選項。
進入Array任務(wù)下面新生成的三維任務(wù),我們先查看求解器,ExcitationList里面可見是5個端口激勵而已:
由于該案例是給頻域DDM設(shè)置的,初始帶寬很窄,不適合時域仿真,我們可以改成寬帶:
查看對應(yīng)的激勵信號:
這里還有個小技巧,既然我們只仿真5個參考天線單元,我們可以將全部單元的本地加密的網(wǎng)格去掉,然后只加密參考單元的網(wǎng)格,這樣仿真效率比較高。
仿真結(jié)束后,可見3.6GHz的遠場:
將Phi=90的切面和我們上期DDM的結(jié)果放在一起對比:
S參數(shù)放在一起對比:
最后介紹其他的時域分組法仿真陣列天線的案例,這里主要問題就是怎么分組合適,分的越細,仿真端口越多,時間越長,副瓣的精確度越高:
小結(jié):
1. 時域分區(qū)法的目的是通過近似單元的合并來加快仿真。分區(qū)方式不一定,需要考量的因素是單元結(jié)構(gòu)、單元間耦合、陣列尺寸及相對單元位置,已經(jīng)掃描角的需求等等。最好是完全搞懂單元的性能和仿真結(jié)果之后,再研究合并。
2. 分區(qū)越稀疏,仿真越快,但副瓣精確度下降,不過主瓣精確度一般還是很好的。
3. 參考達索原文QA00000065496:https://support.3ds.com/knowledge-base/?q=QA00000065496
4. 若天線本身是線極化并且對稱饋電,可用E和H對稱加上分區(qū)法,共同提高仿真效率。