CST仿真贴片天线时不管怎么调成切角大小轴比都太大

Question

我用CST仿真矩形贴片天线，为了圆极化，给贴片天线切角，先是调整S参数小于-10db，但是我在调轴比时，不管怎么设置切角大小，轴比都差不多是40db，跟圆极化目标差太多了。而且不管怎么调参数，调整切角尺寸，调贴片天线尺寸就轴比都是大几十db，想知道是怎么回事以及怎么调整

Answer 1

引自免费微信小程序：皆我百晓生

在CST或其他电磁仿真软件中，设计圆极化的矩形贴片天线时，确实可能遇到轴比难以达到理想值的情况。这可能是由于以下几个原因导致的：不正确的模型设置、馈电方式、谐振频率的选择或者是天线尺寸与波长的比例不合适。

解决这个问题的方法可以分为几个步骤：

1. 检查模型设置： 确保你在建模时没有遗漏任何关键参数，比如贴片天线的厚度、介质的相对介电常数（ε_r）和导体的电导率。这些参数对天线性能有显著影响。

2. 优化馈电方式： 圆极化天线通常采用双线馈电或者环状缝隙馈电。尝试改变馈电方式可能会改善轴比。例如，使用交叉偶极子馈电，将两个平行的微带线交叉放置在贴片下方，每个线的一端连接到贴片的一边。

3. 调整几何尺寸： 一个常见的公式用于计算矩形贴片天线的长度（L）和宽度（W），以实现特定的谐振频率：

   [ f_0 = \frac{c}{2\sqrt{\epsilon_r}} \cdot \sqrt{\frac{W^2}{L^2} + \frac{1}{n^2}} ]

   其中 ( c ) 是光速，( n ) 是谐振模式（通常是模式1或模式3）。确保你的天线尺寸与目标工作频率相匹配。

4. 调整切角： 切角对于圆极化是非常重要的。你需要找到一个合适的切角角度，这可能需要一些迭代试验。一般来说，切角应在30°至60°之间，并且两个角应该对称。同时，确保切角的深度足够，以实现有效的模式转换。

5. 谐振频率选择： 谐振频率会影响轴比。试着调整天线的尺寸以达到不同的谐振频率，看看是否能改善轴比。

6. 考虑边缘效应： 如果你的天线边缘非常接近边界，这可能会引入边缘效应，影响结果。尝试增加边界距离或者使用吸收层来减少边缘效应的影响。

7. 检查场分布： 在仿真过程中，观察电场和磁场的分布，以理解模式的形成和能量分布情况。这可以帮助你更好地理解问题所在。

8. 优化周期性边界条件： 对于有限元仿真，确保你的周期性边界条件设置正确，特别是在处理平面阵列时。

9. 多次迭代： 设计优化是一个迭代过程。根据上述建议进行调整后，重新运行仿真并分析结果，然后再次修改参数，直到达到满意的轴比。

要实现这些步骤，你可能需要手动在CST Workbench中进行操作，因为这是一个图形用户界面的应用程序，不像MATLAB那样可以直接编写代码。如果你需要具体的操作指导，请提供更多的细节，如你的工作频率、介质参数、当前的天线尺寸和切角设置等，这样我可以给出更具体的建议。