双工器设计全集(五)CST仿真单腔
LC双工器的设计
2015届《微波射频》课程设计《LC双工器的设计》课程设计说明书学生姓名学号5021211107所属学院信息工程学院专业通信工程班级通信工程15-1指导教师教师职称讲师塔里木大学教务目录前言 (1)塔里木大学信息工程学院课程设计1 概述 (1)1.1双(多)工器设计的发展概况及现状 (1)1.2微波电路仿真软件ADS简介 (2)1.3双工器的选用及设计方法 (2)1.3.1 双工器选用： (2)1.3.2 双工器的设计方法大致有两种： (3)1.4双工器的要求 (3)1.5双工器的优点和缺点 (3)1.5.1 双工器的优点 (3)1.5.2 双工器的缺点 (4)2 设计过程和内容 (5)2.1同轴腔滤波器的设计方法 (5)2.2滤波器网络拓扑结构 (5)2.3求解交叉耦合矩阵 (6)2.4在A NSOFF中建立仿真模型 (7)3 电路仿真图及结果图 (9)4 结束语 (11)参考文献 (13)摘要随着通信系统日趋复杂化，系统内多收、发信机同时工作的现象日益普遍。
多工器具有将单路宽频信号分割为多路异频或者反之将多路异频信号合为一路的功能。
双工器则是其简单特例形式。
因此，它们是实现多收、发信机共用一副宽频天线同时工作的重要装置，目前已在诸多系统中广泛应用。
与传统通过架设多个独立天线的实现方案相比，避免了由于场地局限引入“天线互耦效应”对系统性能的恶化。
系统组成变得简洁，维护成本也大为降低。
双工器、多工器的广泛使用是现代通信系统发展的必然趋势。
近年来随着通信技术的飞速发展需要传输的信息量猛增,这种情况对双工器技术指标的要求越来越高,而网络综合理论已日趋成熟,发展速度满足不了通信技术迅速变革的要求。
双工器是微波通信、雷达、卫星通信中实现双工通信所必不可少的器件。
它是天线以下进入系统的一个器件,通过将信号分别传输给发射机和接收机,从而实现整个系统的双工通信。
双工器的性能对整个系统的性能有至关重要的影响。
关键词：LC低通滤波器同轴腔滤波器同轴腔谐振器交叉耦合前言双工器是一种专门为解决收、发共用一副天线的问题而设计的微波部件，由发射通道滤波器和接收通道滤波器及连接部件组成，如图 0 所示。
微波仿真论坛_双工器的综合设计
Many problems can be broken down into constituent parts:
Waveguide and Cavity Filters Large Circuits: package – board - component Any components connected by transmisison lines or waveguides!
The transfinite element method is used to determine the two-dimensional field solution at the port. A single port solution (mode) yields a propagation constant γ n = jβ n + α n
The "divide and conquer" strategy leads to very efficient and accurate solutions.
Strategy for combining full-wave three-dimensional solutions
Determine how best to subdivide large problems. Solve the constituent problems parametrically. Construct models from constituent parts. The existence of parametric 3-D models enables fast design and optimization of very large structures!
CST仿真设计理论与实践
我必须提到的是这本书的写作风格。作者以清晰、简洁的语言阐述了复杂的理 论，使得读者能够轻松理解并接受这些知识。同时，书中还穿插了许多插图、 表格和示例，使得抽象的理论变得更加生动、具体。这种写作风格让我在阅读 过程中感到非常轻松愉快。
这本书还强调了仿真设计在工程实践中的应用。通过阅读这本书，我意识到仿 真设计不仅是理论上的知识，更是一种实用的工具。它可以被用来解决各种实 际的工程问题，如天线设计、电磁兼容性分析等。这一点对我来说是非常有价 值的，因为我可以在实际工作中运用这些知识，提高我的工作效率和质量。
作者简介
作者简介
这是《CST仿真设计理论与实践》的读书笔记，暂无该书作者的介绍。
谢谢观看
在这本书中，有很多精彩的摘录，以下是其中几个：
“计算机仿真是一种基于计算机技术的实验方法，它通过模拟系统的运行过程， 获得系统的性能指标和行为特征。”
“计算机仿真的目的是通过模拟实验来获得系统的性能指标和行为特征，从而 为系统设计、优化、预测和控制提供依据。”
“计算机仿真设计是通过对系统的模拟来获得系统的性能指标和行为特征，从 而为系统设计、优化、预测和控制提供依据。”
“计算机仿真实验是一种实验方法，它通过模拟系统的运行过程来获得系统的 性能指标和行为特征。”
“计算机仿真实验是一种实验方法，它通过模拟系统的运行过程来获得系统的 性能指标和行为特征。”
“计算机仿真实验是一种实验方法，它通过模拟系统的运行过程来获得系统的 性能指标和行为特征。”
阅读感受
在我从事电子与通信工程领域的研究与工作中，仿真设计一直是我的重点。最 近，我有幸阅读了《CST仿真设计理论与实践》这本书，它为我提供了深入的 仿真设计理论和实践经验。在此，我想分享一下我对这本书的读后感。
CST仿真技术交流
局部网格设置
Fixed Points
辅助结构
Critical Cells
二、CST基本技巧－－求解器设置
收敛精度条件 遗留在计算区域能量端口同时激励 阵列仿真 vs. Combine Results迭代 S参数精确仿真对称S参数 节省阵snp文件通过microwave office优化仿真，亦可直接应用CST的集成仿真环境进行优化仿真
三、CST高级应用探讨－－软件间模型互导
通用模型格式.SAT
CST能直接导入Pro/E模型
三、CST高级应用探讨－－宏应用
充分应用内置宏自定义宏
THANK YOU!
感谢阅读
一、CST基本应用－－仿真流程
单位设置
背景材料
结构建模
频率设置
端口设置
边界条件
预设场监视器
网格设置
求解器设置
路/场结果观测
后处理模板
参数扫描
一、CST基本应用－－基本参数
单位设置背景材料设置 天线－－空气背景
一、CST基本应用－－结构建模
一、CST基本应用－－端口设置
波导端口离散端口
一、CST基本应用－－频率设置
二、CST基本技巧－－交叉极化处理
分别提取E-field中Theta和Phi分量的幅度和相位
将分量幅度相位曲线组合运算构成主极化和交叉极化
三、CST高级应用探讨－－近场分析
通过近场分析为远场方向图、近场耦合等提供设计思路
通过预设探针可以获得近场某些点处场强大小
三、CST高级应用探讨－－网络参数提取
一、CST基本应用－－边界条件
一、CST基本应用－－场监视器
一、CST基本应用－－求解器设置
LC双工器的设计
2015届《微波射频》课程设计《LC双工器的设计》课程设计说明书学生姓名学号5021211107所属学院信息工程学院专业通信工程班级通信工程15-1指导教师教师职称讲师塔里木大学教务目录前言 (1)塔里木大学信息工程学院课程设计1 概述 (1)1.1双(多)工器设计的发展概况及现状 (1)1.2微波电路仿真软件ADS简介 (2)1.3双工器的选用及设计方法 (2)1.3.1 双工器选用： (2)1.3.2 双工器的设计方法大致有两种： (3)1.4双工器的要求 (3)1.5双工器的优点和缺点 (3)1.5.1 双工器的优点 (3)1.5.2 双工器的缺点 (4)2 设计过程和内容 (5)2.1同轴腔滤波器的设计方法 (5)2.2滤波器网络拓扑结构 (5)2.3求解交叉耦合矩阵 (6)2.4在A NSOFF中建立仿真模型 (7)3 电路仿真图及结果图 (9)4 结束语 (11)参考文献 (13)摘要随着通信系统日趋复杂化，系统内多收、发信机同时工作的现象日益普遍。
多工器具有将单路宽频信号分割为多路异频或者反之将多路异频信号合为一路的功能。
双工器则是其简单特例形式。
因此，它们是实现多收、发信机共用一副宽频天线同时工作的重要装置，目前已在诸多系统中广泛应用。
与传统通过架设多个独立天线的实现方案相比，避免了由于场地局限引入“天线互耦效应”对系统性能的恶化。
系统组成变得简洁，维护成本也大为降低。
双工器、多工器的广泛使用是现代通信系统发展的必然趋势。
近年来随着通信技术的飞速发展需要传输的信息量猛增,这种情况对双工器技术指标的要求越来越高,而网络综合理论已日趋成熟,发展速度满足不了通信技术迅速变革的要求。
双工器是微波通信、雷达、卫星通信中实现双工通信所必不可少的器件。
它是天线以下进入系统的一个器件,通过将信号分别传输给发射机和接收机,从而实现整个系统的双工通信。
双工器的性能对整个系统的性能有至关重要的影响。
关键词：LC低通滤波器同轴腔滤波器同轴腔谐振器交叉耦合前言双工器是一种专门为解决收、发共用一副天线的问题而设计的微波部件，由发射通道滤波器和接收通道滤波器及连接部件组成，如图 0 所示。
CST中文教程
CST中文教程CST 中文教程目录第一章—引言 ................................................................. .............................… 3欢迎 ................................................................. ..................................................................3如何快速上手…………............................................................. ........................................ 3CST DESIGN STUDIO是什么...................................................................... ................ 4CST DESIGN STUDIO的主要应用………................................................................ ...... 4CST DESIGN STUDIO 的主要特征.................................................................. ..............5器件…............................................................... .............................................................. 5分析 ................................................................. ................................................................. 5结果管理………................................................................ .................................................. 5显示....... ................................................................ .. (6)资料.......... .............................................................. ......................................................... 6自动化....................................................................... (6)关于此手册...................................................................... . (7)手册中的一些约定…................................................................... ...................................... 7如何反馈….................................................................... ..................................................... 7第二章— QUICK TOUR.................................................................... ...................8用户创界面结构................................................................................ .. (8)建一个系统...................................................................... ..............................................10添加并连接器件…………………... .................................................... ............................... 11改变Block的性质…………... .......................................................... .................................. 16改变外置端口的设置………………….................................................... ........................... 17仿真.................. ..................................................... . (19)单位设置 ..................................................................... . (19)定义仿真目标………… ............................................................. .......................................20开始仿真………................................................................ ............................................... 23查看仿真结果………............................................................ .............................................24标准显示接口……................................................................. ......................................... 24个性化显示接口性质……………............................................................ .......................... 28用户自定义显示接口 ..................................................................... .............................. 30参数化及优化……………….. ....................................................... .....................................31使用参数……. ................................................................ ................................................. 31使用参数扫频……………….. ....................................................... .................................... 36优化…………………….. ................................................... ...............................................41估计额外的结果… ….. .......................................................... .........................................51获取SPICE 网络参数……………………………………………. .................................. ..... 51基于后加工的模版………….. ........................................................... ............................... 53第三章– BLOCK TYPES................................................................... ................55特殊的blocks …………………............................................... ..........................................56参考Block .............................................................. ...............................…….................. 56复制Block .............................................................. ........................................................ 58CST DESIGN STUDIOBlock .................................................................. ........................ 58CST MICROWAVE STUDIOBlocks.............................................................. .................. 62库Block............................................................... ........... .......................................... 69标准Block ...……....................................................... ..................................................... 75电路Blocks.............................................................. ....................................................... 76Sonnet emBlocks.................................................................. ......................................... 81特殊模块属性.......................................................... …………….......................................82修改模块的版图 ..................................................................... ..……………..................... 82模块的内嵌 ..................................................................... ............…………….................. 82为模块选择求解器 ..................................................................... ............……………....... 84使用插值........................................................................... (85)微分端口……………….......................................................... ........................................... 87第四章—仿真任务……................................................................. ....................90S参数仿真………………...................................................... .............................................90AC 仿真…….............................................................. .......................................................91工作点DC 仿真…….........................................…………................. ...............................93天线插件 ..................................................................... .....................................................94谱线仿真……................................................……………....... .........................................95放大器仿真………........................................................... ..............................................100混频器仿真……................................................................. ...........................................102第五章—与 CST MICROWAVE STUDIO 集成…..........................105示例………….......................................................... ........................................................105CST MICROWAVE STUDIO 模型...................................................................... .........106天线 ..................................................................... .. (106)变换器 ..................................................................... ................................................... 108CST DESIGN STUDIO 建模............……................................................. ................108优化…................................................................ .............................................................113天线计算 ..................................................................... ...........................................117第六章–更多信息…………………………….. .................….......................... .....120例子.................................................................. ..............................................................120在线参考文件……………….......................................................... ..................................120获取技术支持......... .......................................................... (120)宏............................................................................. . (1)21改变记录…... ............................................................ ......................................................121附录A — BLOCK REFERENCE .............................................................. ....122基本Blocks …............................................................... ................................................122特殊Blocks ....................................................................................... . (123)传输线 Blockswhite/yellow ……..............…..................……………....... ....................124微带 Blocksred/yellow ... ......................................................... ...........................125矩形波导 Blocksblue/yellow…………..................................................... ...................127其他波导Blocks.............................................................……. ........................................129基本电路Blocks .….............................................................. ........................................130半导体电路Blocks ........................................……..................... ...................................132射频电路Blocks ………………………………………………………....................... ..........134附录 B —快捷键………......................................................................................140可用的快捷键........................................……………….................. .................................140设计时用到的快捷键Canvas.................................…………………................... ........140 第一章—引言欢迎欢迎使用 CST DESIGN STUDIO 这是一个功能强大使用简单的示意图设计工具它是为复杂系统的快速综合及优化设计的。
HFSS单腔仿真
1.新建文件，使用Save As命令保存。
2.输入文件名后保存，注意文件名或者路径中最好不要包含中文。
3.开始建模，点击Draw Cylinder，画一个圆腔，输入直径为15.5mm，高度为32mm，点击“确定”之后点击红色按钮，将画好的图形显示在窗口中。
双击下面图中的cylinder1，弹出属性对话框，可以更改其透明度和颜色。
4，开始画谐振柱，首先画谐振柱底部直径9mm部分，点击Draw Cylinder，随意画一个圆柱体，然后在弹出的对话框中输入坐标为（0，0，0），半径4.5mm，高度19mm。
然后再画上面直径为12mm的部分，点击Draw Cylinder，以直径9mm圆柱体的顶点为原点随意画一个圆柱体，然后在弹出的对话框中输入坐标为（0，0，19），半径6mm，高度10.5mm。
然后画顶部垂下来的圆盘，点击点击Draw Cylinder，以直径12mm圆柱体的顶点为原点随意画一个圆柱体，然后在弹出的对话框中输入坐标为（0，0，29.5）半径12.5mm，高度为-4mm。
此时上面的盘为一个实体，我们需要再画一个圆柱体与之相减，使之变成一个1mm后下垂的圆盘。
点击Draw Cylinder，画一个圆柱体，然后在弹出的对话框中输入坐标为（0，0，28.5），半径为11.5mm,高度为-3mm。
如下图位置先选中cylinder4，再选中cylinder5，将两者用工具相减。
双击cylinder4弹出属性对话框，我们更改其透明度至0.8，看到相减后的效果。
然后同时选中cylinder2、3、4，用Uinte工具相加为一个整体。
双击cylinder2，更改其透明度为0.8。
上面画的谐振柱中间是一个实体，我们要再画一个圆柱体将中间掏空，点击Draw Cylinder，画一个圆柱体，然后在弹出的对话框中输入坐标为（0，0，29.5），半径为5mm,高度为-9.5mm。
先选中cylinder2，然后选中cylinder6，用subtract工具相减。
2024年CST教程第一讲
定义源的体积、幅度和频率，适用于复杂结 构激励。
02
01
注意事项
确保激励源与模型匹配，避免不必要的反射 和辐射。
04
03
2024/2/29
22
高级边界条件应用案例展示
完美匹配层（PML）
用于模拟无限大空间，吸收外向波，减少反射。
Floquet边界条件
用于周期性结构分析，提高计算效率。
ABCD
2024/2/29
CST软件启动
通过开始菜单或桌面快捷方式启 动CST软件，等待软件初始化完
成。
2024/2/29
界面组成
CST软件界面主要包括菜单栏、工 具栏、项目浏览器、属性窗口和绘 图区域等部分。
界面定制
用户可以根据个人习惯和需求，对 界面布局进行自定义调整，如调整 工具栏位置、隐藏或显示某些窗口 等。
9
菜单栏功能详解
6
CST仿真技术原理
建模
CST软件提供丰富的建模工具，支持用户 自定义模型，可实现复杂结构的精确建模 。
后处理
CST软件提供丰富的后处理功能，如数据 可视化、场分布图、S参数提取等，方便 用户对仿真结果进行分析和处理。
材料设置
CST软件支持多种材料属性设置，如介电 常数、磁导率、电导率等，可根据实际需 求进行设置。
编写模型代码
训练模型
评估模型
根据实际需求，选择合 适的模型类型（如线性 模型、决策树模型等） ，并确定模型的参数（ 如特征数量、训练集大 小等）。
2024/2/29
收集并整理用于模型训 练的数据集，包括输入 特征和对应的目标变量 。
使用合适的编程语言和 工具（如Python和 scikit-learn库），编写 自定义模型的代码，实 现模型的训练和预测功 能。
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双工器设计全集（五）CST仿真单腔
目的：我们运用此软件在这个章节，我们可以学习在这个软件里面，微波工作室针对射频这个模块，腔体内部结构摆放的所有参数的结论的仿真步骤的进行了解，在这里我就学习腔体的的单个腔数的一个具
体尺寸及频率进行仿真，将得出一个非常精确的数据：
1）：整个单腔的中心频率。
2）：谐振柱的内外半径，高度的具体尺寸。
3）：调谐杆的深度尺寸。
首先，我们来打开软件：
在上面的图形就是此软件的桌面，此软件功能相当强大，涉及到多个设计领域，其运用非常广泛，总共有八个模快，针对我们的产品性能来看，我们就只针对第一个模块，微波工作室来运用。
首先我们来警醒简单的模块选择，点击“resonotar”。
点击“resonotar”后，就会弹出下图的桌面：现在我们要知道，进行一个单腔仿真，我们可以分为3个部分来完成，及建立模型，参数设置，计算结果。
下面的图标是我们接下来要建立模型要用到的按键。
根据我们产品设计的需要，看个人排腔习惯，我们的单腔仿真也可以分为方腔，圆腔及不规则腔结构，如果是圆腔就点击上图标中的圆柱体，画一个圆柱体，给出它的具体参数值，如果是一个不规则腔就要给出你排腔中的边具体尺寸，如若是一个方腔就给出它的长宽高尺寸，我们来看看这里要用到的例子方腔单枪仿真，至于以后两种其实已很简单，如若需要我们后面在介绍首先，点击上面图标矩形，按ESC键，就会弹出下面的对话框。
我们要进行参数化建模，以便记录计算的参数;
a,b,c从下面的对话框我们可以得出这样的结论。
他们分别代表腔体的长度，宽度，高度。
腔体的长度设置：
c,腔体的高度设置：
根据上述的步骤，我们就建立好了长宽尺寸为30mm，高度为42mm的一个立方体。
下图为此立方体的可视化效果图;
具体参数目录表：假如我们的设计达不到理想要求，我们可以通过下面的修改参数进行重新运算，就不用逐一去建模步骤里面找设置参数啦！
谐振柱的建模步骤：
点击上面图形以后，直接按一下键盘的“ESC”键，就会显示下面的对话框，
对对话框进行参数设置，在这里，我着重说一点，就是当我们画好一个谐振柱的时候，点击上面图形
中“material”下面的子菜单，把“pec”更改为vacuum,如若画好忘记修改，可以点击桌面母菜单里
componet之子菜单你所画好图形的编号如为solid2,鼠标右击在change material里面进行修改，这一
步非常重要，切记。
我们在这里操作的步骤，都会在桌面的右中框成表格形式表达出来.
谐振柱具体参数1
谐振柱具体参数2
谐振柱具体参数3
谐振柱具体参数4
调谐螺杆的参数设置：
调试螺杆可视化效果图：
图形合并操作：
谐振柱加盘的设置：
谐振盘可视化效果图：
3d效果图：
3d效果图：腔体倒圆角步骤：
倒圆角后的图形：
所有步骤建模完成的可视化效果图：
所有参数表格：仿真达到理想效果后，将记录这里的所有参数，就可以进行机械画图了。
仿真：计算设置
把上面的10改为2，表示所有计算可以得出2个结果可以进行选择。
下图为对称边的设置，这样可以节约运算时间，但不影响计算结果的精确度：
下图就是计算的结果：0.8157GHz我们读出的数据为815.7MHz.我们在这里运算的结果必须是通带正中的那个频率！
在这里，我们的举例双工器频率也是记载运算双工器的通带中心频率低端889~911MHz的中心频率，高端为932~956MHz的中心频率，我就不去计算，大家可以去时常练习，有什么疑难，联系我，单腔仿真就告一段
落，下章节我们介绍，怎么样用此软件仿真窗口。