在 CST 工作室进行微带线或带状线仿真时,设置的波导端口的大小会影响端口模式和端口阻抗。因此为开放结构定义波导端口时,我们首先要通过 CST 自带的宏命令计算出波导端口的扩展系数 k,再基于扩展系数定义波导端口,通过这种方式可以确保端口阻抗误差小于 1%。
以下图所示微带线为例,微带线宽度为 1.8mm,厚度为 0.1mm;介质板厚度为 1mm,介电常数为 4.3。已知微带线的相关参数后,再通过宏命令即可计算出端口的扩展系数。
如下图所示,点击 Home 选项卡下的 Macros 图标,在下拉菜单中依次选择 Solver > Ports > Calculate port extension coefficient ,弹出对话框。
如下图所示,在 Calculate port extension coefficient 对话框中,在 Type 一栏选择 Microstrip;在Dimensions 区域中,W 一栏输入微带线的宽度 1.8mm,在 h 一栏输入介质板的厚度 1mm;在 Er 一栏输入微带线的介电常数 4.3。点击 Calculate 按钮后,在 Extension Coefficient 区域会显示计算得到的扩展系数为 7.03,结合对话框中的波导端口设置示意图,用户便可以设置合适的波导端口进行仿真。k 的取值范围一般在 5-10 之间,它取决于微带线宽度与介质板厚度之比、相对介电常数以及最大仿真频率。
在 Modeling 选项卡下点击 Picks 的下拉菜单,选择 Pick Face(或者按快捷键 F),双击选中微带线的截面,如下图所示。
在 Simulation 选项卡下,点击 Waveguide Port 图标,弹出波导端口对话框,在 Xmin、Xmax、Ymax 方向上输入端口扩展系数��乘以介质板的厚度 h;在 Y 轴负方向上(Ymin)仅向下延伸到参考地平面,然后点击 OK 按钮完成。
设置好的波导端口如下所示:
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