K波段圆极化反射面天线的CST设计流程

K波段（22GHz）园极化反射面天线1包含一个正交模馈源喇叭2和一个主反射面3。正交模馈源喇叭2又分为圆波纹喇叭4和正交模转换器5（OMT）。正交模转换器5又可以分解为转换器6，延时波导段7和方圆输入转换节8。

直接将整个反射面天线1放在一起进行全波仿真是不可取的，因为它包含一个70个波长的主反射面3，同时又含有直径仅为10.06mm圆波导组成的OMT 5 以及精细的波纹喇叭4。无论采用哪一个单一的算法均无法有效地胜任此 仿真。采用不同的算法仿真不同的部分进行各个击破，才是总为明智的方法。如何进行拆分则需要工程师对天线的 工作原理、微波网络概念以及哪种算法对哪种结构最为有效均要有所了解。

以下我们将整个仿真拆分为六个场仿真（4、6、7、8、2、3）。下图中的T、F和I分别表示CST MWS中的时域、频域有限元和积分方程求解器。所有这些仿真均在一个CST工程下进行，这就是CST系统组合仿真技术。流程为：

a) 波纹喇叭方向图设计仿真：采用T对波纹喇叭4进行远场方向图场仿真；

b) OMT分部件S参数仿真：采用F分别对6、7、8进行S参数场仿真；

c) 整个OMT组件S参数仿真：在CSTDS中将6、7、8组合在一起形成完整的OMT 5 进行S参数路仿真；

d) OMT馈源喇叭方向图仿真：再在CST DS中将c)中的5与a)中4组合成完整的正交模馈源喇叭2，利用DS与 MWS的场路协同仿真得到在两个正交端口输入情况下合成方向图；

e) 反射面天线方向图仿真：最后，在CST MWS中将此方向图作为远场源加载到反射面焦点上，采用I（即多层 快速多极子法）得到最终反射面天线的方向图。

下面，我们将整个仿真一步一步地简要介绍一下，供读者参考。

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a）波纹喇叭方向图设计仿真

启动Antenna Magus天线库v3.3（内含175种天线），选择Corrugated conical horn antenna（圆锥波纹喇叭天线），给定中心频率，点击Design，Magus即给出一个全参数化的CST MWS仿真模型。启动CST，直接打开此工程文件即可。给定15dB波束照射宽度，采用CST MWS时域求解器和内置的优化器对齿槽进行优化，最终得到满足照射角下最低驻波的喇叭天线设计。在同一个物理端口位置处，定义两个相互正交的端口模式，形成两个波导端口。

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