CST MWS 与 CST DS 联合仿真

这方面中文资料很少，不得已只能看帮助文档和仅有的一点资料了，走了很多弯路，所幸是慢慢摸索出了基本用法，看有同志在问这方面，我就抛砖引玉，写出自己的一些经验，希望得到有经验的童鞋的帮助和纠正，同时也为其他初学者提供一点资料吧。因为工程太浩大，先开帖子，逐步编辑更新吧。 
 
个人需要用到CST MWS与CST DS联合仿真的背景： 
1.天线很大，频带很宽，最高频率很高，结构比较复杂，网格很多，计算很慢 
2.因为频带太宽，匹配很难做，如果每改小小一个参数就去做3D全波电磁仿真，一个参数修改需要20小时，一共用了超过10节的阻抗变化，可以设想这个时间。 
3.所以设想是在CST MWS 中不对天线进行匹配，进行全波仿真，得到端口的网络参数，然后在CST DS 中专门做匹配部分，采用电路仿真。 
4.最后做联合仿真。 
 
再说一下以前的做法： 
1）不进行匹配在CST里仿天线；2）在AWR MWO中计算匹配网络；3）将AWR里面的结构画到CST里全波仿真出现的问题：在AWR里很好的结构，全波仿真的时候出问题。 
 
个人猜想的原因：在AWR MWO里面做的时候匹配网络的负载端是一个你设定好的阻抗，这个阻抗如果是点频的，你可以直接写进去，好算。问题是，对于UWB的天线，如果你手动去导出所有阻抗，数千个点，容易出错，而且效率低。另外，有些天线模型的端口阻抗你不好读出来，比如馈电点的位置特别尴尬的时候。所以最好在CST里面直接联合仿真。 
 
天线模型：UWB天线   
 
匹配部分：超过10节的阶梯阻抗变换器 
 
频率范围：0-20G 
 
 
我的操作步骤：（不一定正确，如果有错误还诚恳滴请求指正，十分感谢！） 
1.在MWS里把天线算好，比如天线口的阻抗是150欧姆，那么馈电的微带线就用150欧姆，采用波端口激励，得到结果。 
2.在主视窗（3D模型的那个窗口）的下方会出现MWS和DS的图标，分别是 和    
3.点击CST DS的图标，就进入到了如下的这个窗口    
 
4.你可以在视图中看到你的天线已经被封装好，然后有若干个端口可供连接（端口数取决于之前你仿真天线时候的端口数）。 
5.在左下侧你可以看到如下这个窗口： 
 
6.只需要选择对应的元器件，拖拽至建模的视窗就可以，然后连线，双击连线，连接好的线显示蓝色，未连接好的显示红色。 
7.单击你选择的原件可以在下面的属性窗口看到该原件的一些参数值，按照你的设计对应去修改即可，这部分建模跟AWR和其他的很多电路仿真软件类似，很容易上手。 
8.建模完了不要忘了跟你的天线连接起来。连接完了之后类似下面这张图: 
 
9. 所有的端口连接好了之后接下来是求解器的设置，点击simulation--new simulation task，出现下面的窗口 
 
10.这里我关心的是S11，所以选择了S参数求解 ，设置好频带以及需要的S参数形式（在最后），单击OK，完成所有的连接、建模和设置。 
11.按F5，或者选择左侧导航树中的tasks-S-Parameter，右键-update,即可看到结果 
12.相应的参数扫描或者优化，与MWS类似，很好上手。 

网友回复:

下面主要是给个比较，图1是天线和匹配网络联合仿真，调试后的结果图。 
 
下面是单独的匹配网络得到的结果。 
 
这里需要说明的是：单独看匹配网络的S11，貌似并不是最优的。我之前不加天线单独算匹配网络确实可以做到都在-15dB以下，但是接上天线就恶化了，毕竟在不同频点处的电抗分量是不一样的，所以还是应该要联合仿真加调试比较有意义。 
 
在完成了这一步过后，还需要进行一次全波仿真来进一步验证，有三个原因，一是天线辐射以及具体的结构对匹配网络会有一些影响；二是因为有个小反射理论，在某些情况下，反射跟反射互相抵消可以得到更好的总的反射结果（切比雪夫多项式匹配网络就是基于这个理论）；三是心里比较放心。。。虽然CST的help文档里面说自己的很准确。你能全信么。 
 
进一步的全波仿真正在进行中，等结果出来再贴图跟上面的EM-Circuit Co-simulation的结果对比，就知道这样做对不对了。 
 
以上是完全自己摸黑摸出来的一条路，大家如果有什么技巧和经验，还希望一起分享，一起进步啊 
 
TIPS： 
如果是先在DS里做的电路，然后希望跟MWS连接，我的做法是在Block Selection Tree里选择相应的Block然后选取相应的文件，进行连接仿真就可以了；还有一个做法是打开MWS里仿好的文件，进入MWS里的那个DS窗口，将你之前在DS里做的电路全选，复制粘贴过去。 

网友回复:

之前的全波仿真结果在快完成的时候，我心急了一点，结果软件给崩掉了···重新算了一次，见下面的图 
 
上图是联合仿真0-20G结果，下图是全波仿真0-10G的结果，只仿了10G是想快点看到结果，验证方法的有效性，废话不多说，有图有真相 
   
再加上一张在originlab里画的比较图    

从上图可以看出，全波仿真的结果甚至优于联合仿真的结果，起码说明了一点，就是，以上 的所有工作都是有效的，具体有点在于： 
 
1.联合仿真只需要 1次初始的MWS全波仿真+DS里的参数扫描和优化+1次最后的验证性全波仿真 
 
  用的时间=25小时+1000个参数的优化（1小时22分）+25小时 =56小时22分 
 
2.如果全部用全波仿真 
 
用的时间=25小时*1000=25000  大于三年 
 
多恐怖的数字。。。尼玛优势立显啊！ 
 
 
最后关于曲线不重合的解释：我的天线工作启示频率在0.7G，也就是说这个频率一下，天线不辐射，也就是说，天线对馈电网络是没有影响的，所以从图里看到，这两条曲线重合得非常好，而在大于这个频率的范围内，S11下降了，说明天线对辐射网络产生了一定的影响。

网友回复:

有时候天线端口没办法设为波导端口怎么办？设成集总端口的时候阻抗不就定了么？求指导...

网友回复:

The CST MICROWAVE STUDIO block must have one or more port. The ports may be of discrete type (edge or face ports) or waveguide type. For waveguide ports only TEM and quasi-TEM modes are allowed. The port type of discrete ports (S-parameter, voltage or current) as well as the port properties (impedance, voltage or current value) are ignored. The discrete port simply defines the location where the circuit voltage and current is fed into the 3D structure. 
 
离散端口（面或边端口）和波导端口都可以，但是波导端口只支持TEM和准TEM模。其他的就没办法了 

网友回复:

我要学习一下  非常感谢楼主分享经验

网友回复:

大神！先膜拜，后学习。

网友回复:

我要学习一下  非常感谢楼主分享经验

网友回复:

看看，学习一下

网友回复:

严重了...我也只是一个学生，也希望从交流中学到东西哈，互相交流，互相帮助哈

申明：网友回复良莠不齐，仅供参考。如需专业解答，请学习易迪拓培训专家讲授的CST视频培训教程。