5G毫米波陣列天線CST仿真實例 - CDF計算(2)
之前寫過一期關(guān)于陣列天線怎么獲取CDF:
仿真實例014:5G毫米波陣列天線仿真——CDF計算
文中末尾提到了也可以通過powerflow功率密度推導,這期我們就以同樣的模型,演示另一種獲取CDF的方法。
Step 1. 仿真得到全S參數(shù)
天線S參數(shù)顯示工作頻段為n257的26.5GHz-29.5GHz毫米波。
單端口的遠場顯示均勻主瓣向上。
Step 2. 定義激勵參數(shù)
這次我們直接定義一個參數(shù)”theta”,初始值為30,然后用后處理2D and 3D Field Results -> Combine Results ,定義振幅和相位。這里為了和之前文章介紹的方法結(jié)果一致,所以振幅都為1,只用theta控制相位。(遮蓋部分是sinD(theta))
這里就得到一個定向的遠場波束。
Step 3. 計算Total Scan Pattern (TSP)
這步和上次方法1的從Farfield Result里面拿增益形式的TSP不同,這里我們用遠場包絡疊加得到遠場形式的TSP。用后處理Farfield and Antenna Properties -> Calculate Farfield Envelope,然后Add to List, Results選剛才的波束。一定要勾選“include existing envelope pattern in comparison”, 才能疊加起來算TSP。角度采樣用1,點ok生成后處理即可。
Step 4. 掃描波束
和之前一樣,還是需要后處理參數(shù)掃描theta或phi,這是為了得到若干個波束來算TSP。還是注意這里用的是掃描后處理而已。我們用簡單五個theta角度。
Step 5. TSP的功率形式
這一步我們要對遠場包絡進行處理,就是本方法的重點了,振幅放大(4*pi)^0.5倍,或者是sqrt(4*pi),等下解釋公式。用Mix Farfield Results,然后Add to List, 結(jié)果選剛才的疊加包絡,確定一下Theta是Z方向,Phi 是X方向。
給這個功率形式的TSP起個名字,就叫EIRP了,角度采樣還是1,點ok。
單獨運行這個后處理,則得到叫EIRP的遠場,power flow的形式。
Step 6. 計算CDF
最后一步和方法一基本一樣,就是遠場結(jié)果處理。和上次用Realized Gain不同,這里方法二我們選Power pattern,也就是通過功率密度計算EIRP。
運行該后處理就可以得到CDF了。曲線和方法一一致,但是仔細看橫坐標有所差別,
這是因為上一篇的方法最后調(diào)整x軸坐標略有不嚴謹,隨意加上了10(而且文章中筆誤10dBW寫成了10dBm)。實際上我們有四個端口激勵,振幅都是1的話,總功率就是0.5Wx4=2W=3.01dBW, 所以其實橫坐標移動3.01就對了。
所以兩個方法結(jié)果是一致的!你喜歡哪個?
最后總結(jié)
1. 本文方法的優(yōu)勢是自動考慮了輸入的功率,無需之前方法一的最后步驟--- 橫坐標的手動調(diào)整。
2. 本文方法原理就是,1W激勵的全向天線在1米處的功率密度為1/4pi (W/m^2),所以當我們計算出遠場,然后把場強放大sqrt(4pi)倍(等于包絡的功率加上11dBW),得出的就是EIRP了,最后計算CDF時把參考距離設(shè)1米就ok了。
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