CST聯(lián)合Isight進(jìn)行天線(xiàn)DOE設(shè)計(jì)示例

來(lái)源：CST仿真專(zhuān)家之路更新時(shí)間：2024-06-26 閱讀：

本期我們轉(zhuǎn)載一篇國(guó)外工程師Matthias MEIENHOFER，利用CST和Isight聯(lián)合進(jìn)行DOE設(shè)計(jì)的案例。本文通過(guò)模擬設(shè)計(jì)一個(gè)雙頻帶（GSM和WLAN）天線(xiàn)來(lái)研究天線(xiàn)的幾何尺寸變化和性能的關(guān)系。如果我們改變天線(xiàn)里的某些寬度或長(zhǎng)度參數(shù)，天線(xiàn)的性能將如何變化？這可以通過(guò)稱(chēng)為“DOE設(shè)計(jì)”的流程來(lái)實(shí)現(xiàn)。

所謂DOE（Design of Experiments ）就是用來(lái)描述和解釋特定過(guò)程的因果關(guān)系的系統(tǒng)程序。更多關(guān)于DOE的內(nèi)容，讀者可以自行百度。在本例的天線(xiàn)設(shè)計(jì)中，可以理解為這是一種可以通過(guò)研究發(fā)掘各個(gè)參數(shù)對(duì)天線(xiàn)性能影響的工作，而不是僅僅對(duì)于目標(biāo)進(jìn)行優(yōu)化。

Step1 天線(xiàn)設(shè)計(jì)

這一步我們通過(guò)Antenna Magus庫(kù)自動(dòng)生成一個(gè)天線(xiàn)模型，Antenna Magus不僅可以根據(jù)用戶(hù)的輸入進(jìn)行天線(xiàn)結(jié)構(gòu)輸出，并且所有的參數(shù)都是參數(shù)化的，方便進(jìn)一步調(diào)優(yōu)，這里我們正好利用這些參數(shù)化進(jìn)行DOE優(yōu)化。

Step2 在CST設(shè)置

在本例中，我們的可以調(diào)整優(yōu)化的Pattern的結(jié)構(gòu)參數(shù)有3個(gè)長(zhǎng)度和7個(gè)寬度。并且關(guān)心的KPI是2個(gè)諧振頻率，以及相應(yīng)的帶寬，并且兩個(gè)諧振頻率下的輻射效率，共6個(gè)優(yōu)化目標(biāo)，如下圖所示：

其中諧振頻率和相應(yīng)的帶寬，都可以通過(guò)讀取S參數(shù)的結(jié)果，并進(jìn)行后處理設(shè)置，如下圖所示：

同樣輻射效率也是通過(guò)對(duì)遠(yuǎn)場(chǎng)結(jié)果的數(shù)據(jù)讀取和處理，如下圖所示：

經(jīng)過(guò)一些后處理的步驟，所有的6個(gè)KPI目標(biāo)如下圖所示：其中的第1和2行是諧振頻率，第10和11行是相應(yīng)頻率的帶寬，需要一些步驟完成，第12和13行是遠(yuǎn)場(chǎng)輻射效率。

Step3 在Isight中調(diào)用CST

經(jīng)過(guò)上述的設(shè)置，每一次一組結(jié)構(gòu)參數(shù)仿真完成就得到一組輸出結(jié)果，如果僅僅調(diào)用CST本身的優(yōu)化器（Optimizer），也可以通過(guò)設(shè)置優(yōu)化算法和優(yōu)化目標(biāo)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，但是今天要介紹的是達(dá)索系統(tǒng)另一款專(zhuān)門(mén)用來(lái)優(yōu)化的軟件Isight2020。