Vivaldi基于CST的超宽带微带天线设计(6)
CST软件的主要特点有：
（1） 以有限积分技术（FIT）为基础，可用于解决从静态场计算到时域和频域的高频应用的各种电磁场问题；
（2） 丰富的2D/3D结果显示，并能动态显示场量；
（3） 强大的后处理模板，能对2D/3D场量，1D信号及标量值（0D）进行灵活的处理。如对任意曲线、任意曲面进行积分等；
（4） 内置的VBA（Visual Basic for Applications）兼容宏语言，带有功能完整的开发环境，通过VBA宏命令可方便对CST仿真进行控制。
3.2CST软件使用
对于CST的使用，作者在此过程中遇到的问题，及通过查阅资料、请教学长最后解决问题的体会如下：
（1）天线的每个参数是相互影响的，为保证端口的馈线的特性阻抗为50欧姆，可以采用CST自带的软件计算。该软件非常强大，可以计算各种不同情况下的特性阻抗，包括同轴线、微带线和共面波导等情况的特性阻抗值。本文仿真采用的是微带侧馈的馈电方式，微带线的特性阻抗应该为50欧姆，在已知基板的厚度和相对介电常数的情况下计算馈线的宽度值，点击CST中的“Macros”→“Calculate” →“Calculate analytical line impedance”如图3.2.1所示。
（2）曲线的画法。CST中，在主菜单的Curves下，可以画直线、圆、椭圆、多边形等线条，但是对于按数学公式规律变化的曲线而言，不能仅通过Curves来画，需要点击Macros – Construct – Curves –Create 2D-Curve analytical来创建一条二文曲线，然后在history list里修改曲线的数学方程及起始点即可。
图3.2.1计算微带线的特性阻抗
（3）当需要通过选取线来形成面时，此线应该为闭合曲线，且曲线中不能有交叉，否则都会报错。在形成闭合曲线时有个技巧需要注意，即当选择polygon或line进行选择的时候，需要按下快捷键字母P来选择点，即点选，否则不能形成闭合曲线，且很难检查出错误在哪里。
（4）对于软件CST和HFSS这两款天线仿真软件，HFSS发展时间较长，比较成熟。但是，HFSS对电脑要求较高，尤其是内存，所以若是1G一下的内存，负荷大了点，时间用的太长。对于本文需要仿真的超宽带天线，对时域特性要求很高，这个问题的解决在HFSS中是不行的。 CST弥补了HFSS的以上不足，可以说是优势互补，但是它的缺点是在小尺寸、圆形结构上精度不高，对高谐振结构计算时间过长。但是若是我们能够很好的掌握CST的精髓的话，有些问题是可以解决的，如采局部网格加密，自回朔滤波器等等。它的精度还是能够满足大多数要求的。CST软件还有一个很大的优点即上手容易，学起来快，至于要精通，则对于电磁场理论和数值算法方面的知识需要很高的要求。
4.超宽带天线设计
4.1超宽带天线的类型选择
4.1.1 超宽带天线的设计指标
不论是衡量一款天线的好坏，还是设计一款具体的天线，都需要用到天线的基本电参数，天线的主要电参数有：输入阻抗、带宽、有效长度、反射系数、天线驻波比、回波损耗、天线的效率、天线的增益、极化、方向性和方向图等。本文涉及的天线电参数如下：
（1）输入阻抗
天线的输入阻抗定义为天线馈电端的输入高频电压与输入高频电流的比值，用公式表示如下：
（4.1）
式中， 是天线的输入阻抗， 为天线的输入端高频电压， 为天线输入端的高频电流。输入阻抗为频率的函数，使用复阻抗形式表示
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