cst微波工作室(cstmicrowavestudio)中网格划分(mesh)和波导端口(waveguideport)

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1、摘要—本文简述了在CST微波工作室（CSTMicrowaveStudio）中网格划分（Mesh）和波导端口（WaveguidePort）设立时的基本原理。针对常见的微波器件结构，简单论述了CST建议的网格划分方法。简要分析波导端口设置时需要注意的网格长度设置原则。  3Ald.EqtM 6pz:Lfd80 索引词—CST、仿真jeuNTDjeL  #1!BD!u I.简述SF
PIr0u CST工作室套件（CSTStudioSuite）因为多种类的组件和良好的技术支持已经成为很多微波从业者首选的电磁仿真工具。

2、在使用CST微波工作室（CSTMicrowaveStudio）的过程中，一些使用者在网格划分（Mesh）时会觉得相对比较难于理解和掌握相关的原理和技巧。也有不少使用者在创建波导端口（WaveguidePort）时会遇到一些错误提示信息。本文集于CST微波工作室的帮助文件作提供的官方信息，结合作者的使用经验，就上面两个问题作简单的论述与分析。=/'*(C2 本部分设定了隐藏，您已回复过了，以下是隐藏的内容II.网格划分J2k'Ke97o $mgh.3z0 A.网格划分基本原则<?@46d?C CST工作室套件使用有

3、限积分法（FiniteIntegrationTechnique）求解麦柯斯韦方程（Maxwell’sGridEquations）来进行仿真运算[1]，因此，每一个创建的模型都要“翻译”成软件可识别的离散结构，这个“翻译”过程通过网格划分（MeshGeneration）来实现。/@}#KP= 在实际操作中，当一个模型创建好的时候，CST专家系统（ExpertSystem）已经按照默认设置作了初始网格划分，这个初始设置可以打开全局网格设置（GlobalMeshProperties）来查看。在不应用任何模板（Template）

4、的前提下，每波长网格线数（Linesperwavelength）、最小网格限制（Lowermeshlimit）和网格线比率限制（Meshlineratiolimit）这三个参数都为10。关于这三个参数的意义，鉴于篇幅的原因，这里不再详细阐述，有兴趣的读者请参考CST帮助文件[2]。Jj!tRZT X_S]8Aa 除了默认的专家系统，模型的网格还可以通过应用模板来进行网格设置。CST微波工作室中已经与设置了常见的微波工程的模版，通过模版可以更有针对性地进行网格划分。由于模版与定义了一些列的单位、边界和网格属性，因此应

5、用模版最好是创建CST工程的第一个步骤。_BaSU%1( B.建议的六面体网格划分原则CST微波工作室给出了几个最常见微波模型的网格划分建议，基于常用性考虑，本文都以六面体（Hexahedral）网格划分为例。 CST微波工作室建议的同轴结构网格划分如图1所示，内圆柱和外圆柱的边缘都应该生生一条网格线，包括中心的一条网格线，整个剖面生成了5+5条网格线。%pKs-n` 图片:hexmesh_coaxial.JPG  j~>#{"C 图1–同轴结构网格划分建议[2]*Z(C')7r CST微波工作室建议的平面结

6、构网格划分如图2所示，微带线（Microstrip）中心导体部分至少要生成1-2条网格线，导体至地之间的介质层至少要生成1-3条网格线。9cPucKuj 图片:hexmesh_planar2.JPG  图2–平面结构网格划分建议[2]CST微波工作室建议的螺旋结构网格划分如图3所示，圆柱导体至少应生成1-2条网格线，每螺距间至少要生成3-5条网格线。m5
g:Q 图片:hexmesh_helical.JPG  图3–螺旋结构网格划分建议[2]+6E<+-N C.网格优化0+h?Bk 在建立了初始网格之后，

7、为了得到更准确的仿真结果，有必要对网格划分进行进一步的优化。CST微波工作室提供了自适应网格优化（AdaptiveMeshRefinement）功能，使用者可以通过自适应方式自动提高网格密度。自适应网格优化有两种计算方法：基于专家系统优化（ExpertSystemBased）和基于能量优化（EnergyBased）。关于这两种优化方案的详细介绍，读者可以参考CST微波工作室帮助文件[2]。K

8、!)<6ZsG7 v:b%G?o 图4至图6显示了在三种不同网格划分方案前提下，一个耦合微带线（CoupledMicrostri

9、p）的网格划分视图（MeshView）。图4的专家系统生成了最简单的网格结构，每一条导体截面生成3条网格线。通过应用模版，如图5所示，网格线增加到了6条。图6的自适应网格优化只对波导端口1（对应左手边的微带线）进行自适优化，结果显示左边微带线生成了密集的网格线，包括两条微带线之间以及微带线顶端等能量集中