设置一个圆极化Patch天线的仿真实例。这一期先完成一个简单的平板天线的仿真工作流程。

本人开始学习CST天线仿真软件，未来研究方向可能需要用到，作者是一名初学者，只为记录所学习的内容，若有错误，请各位多多提出指教。

01：选择一个模板

在初始软件界面设置中，选择平面天线的模板，设置单位、频率范围、监视器等。根据下列图逐步设置。

上图的初始数据设置完成后则出现下图的界面。
由于我们选择平板天线的模板，一些条件都自动设置好了，比如仿真的边界背景材料(background Materials)自动设置成了真空（Vacuum），边界条件（Boundaries）自动设置成了（Open add space）。特别是网格，也都根据我们的选择的模板进行了自动设置。这里我们先保存文件为patch01。

02：构建仿真结构的模型

我们先设置出来一个线极化的天线建模，天线结构非常简单，一个金属地板，一个金属平板，以及一个馈线。金属地板与天线辐射面间距10mm，天线工作在1.09GHz。
1）点击在Modeling选项卡中的Brick（长方体），创建金属地板，如下图所示：
按照上去红色方框进行设置，在右边的brick中的材料中进行选择。
这里金属地板选择Material为材料库里的Copper(Pure)，地板大小设置为300mm*300mm，厚度1mm（zmin0~zmax1），命名为GND。
黄色的即为我们所设置的金属地板。

为了后面天线仿真的过程中，需要进行调优的时候，更加方便些，我们先进行设置两个参数。先将辐射金属板的长宽设为参
数，l=120mm，w=100mm。如下图所示：

注意红色方框中的命名要求，不能出现空格，但我们一般需要用英文的横线来代替。在下方的图中还会涉及到，需要留意下。

2）创建天线的辐射patch，我们可以设置金属铜片作为patch。与第一步的创建金属地板的过程一样，以下为patch的参数数据：

同样，黄色中间的方框即为金属铜片。

后面我们的馈电位置可能需要进行调试，为了方便，我们对金属馈电的位置进行设置为参数，feed_x=45；feed_y=0，如下图：
注意下方的英文横线，并不是空格来的，这里命名是不允许有空格，会报错的。

3）创建金属馈电feed，其半径0.45mm，长度8mm。如图：

简单的天线模型已经创建完成了，下面我们来看看完成后的天线。

03：设置激励

接下来我们在天线金属馈线和金属地板之间增加了离散端口，如下图：
我们来看看设置离散端口完成后的图：

04：运行仿真-时域求解器

按照下图的操作，我们选择CST的时域求解器对改天线模型进行仿真，如下图所示

05：结果分析

1）点击界面导航树下的1D Results下的S-Parameters

02）点击界面导航树下的farfiled，观察远场方向图
通过分析结果发现，天线谐振在1.09GHz左右，天线的方向性系数9.896dBi。

06：总结

这一期是一个简单的平板天线最简化的建模仿真流程，以上五个步骤的设置就可以完成了一个简单的天线的建模和仿真出现的结果。

本仿真案例中相关的监视器观察频率，单位都在模板（tamplate）中已经完成了设置，并且选择了平板天线的模板，不需要额外边界条件，背景材料等项目进行设置。

本期内容参考借鉴CST仿真专家之路的仿真实例。若有侵权，请联系删除！

07：设计图形

由于之前设计并没有给出设计图形，一些参数并没有标注出来，我们要设计的圆极化天线尺寸如下图所示：

这个图形就是我们要设计出来的。

08：修改材料

上次的材料是copper铜，这次我们要将材料修改为Aluminium ，修改方法可通过之前设计的材料进行修改，或者在这里ctrl选中三个GND，patch，和feed三个模型一键修改材料。

此时材料的更换已经完成，我们可以通过material材料库查看有哪些材料。

09：建模

在patch模型上剪切出两个方块，每个方块都是9mm9mm1mm，我们可以通过布尔运算剪切掉，我们可以通过计算吧两个方块的位置计算出来，但这样比较麻烦，采用了局部坐标系进行更快些。

先点击Modeling选项卡下局部坐标系的Align WCS按钮，如下图所示：
点击Modeling选项卡brick创建出小方块的模型，相关的模型参数是基于WCS局部坐标系进行设置的。如图所示，设计好之后的小方块图下。

此时就可以通过布尔运算进行剪切，选中patch模型后，点击减号“-”（此时为布尔运算Boolean中的subtract），点击cut1图形之后点击回车即可得到图下。
同理在对面也进行剪切小方块。

按照圆极化天线的设计图，将Patch的长和宽都改成116.5mm，w和l是patch模型中都设置好的参数。

在窗口内Patch上双击鼠标，创建局部坐标系。再点击圆柱Cylinder，创建Support模型，尺寸和材料，如下图所示：

再将局部坐标系改到圆柱support的顶端，再点击Modeling选项卡下的Cylinder，创建圆盘Hat，如下图所示：
在右下角创建局部WCS坐标系，并旋转角度成下图，方便后续建模。

我们要需要建模一段宽度2mm，厚度1mm，长度21mm的Trace，或者直接brick，还可用以下方法：

同理按照上述方法继续创建方块和长条，参数可以通过上图设置。

此时基本模型已经画好了，如图
但由于前面的设计将离散端口的设置在patch下方，此时我们需要将离散端口设置在line2这个位置，我们可以查看line2这里的坐标位置。

这个操作指的是选取一条边的中点。

此时的离散端口应该的位置和设置离散端口位置。
此时模型已经建立好了。

我们点击进入全局网格设置，点击六面体网格Hexahedral，如下图所示：

10：开始仿真

点击Start Simulation，开始仿真，如下图所示：

11：分析结果

导航栏下点击1D Results\S-Paprmeters，如下图所示：

再Post-Processing下点击Caculate VSWR，也可以勾选Always Caculate，如下图所示：

导航栏下点击Farfields\farfiled(f=1.09)[1]，如下图所示：

还可以看2D results\E-field\e-field(f=1.09)[1]，再点击Smart Scaling，如下图所示：点击Animate Fields后，动态图如下图所示：
这是一个动画图像，由于本作者不会截图成动态。

12：总结

这一期是一个简单的平板天线最简化的建模仿真流程，以上步骤的设置就可以完成了一个简单的天线的建模和仿真出现的结果。