CST毫米波雷達仿真方案（二）：天線陣子設計

作者 | Zhou Ming

本期我們將詳細介紹CST毫米波雷達天線仿真中的天線陣子設計。

CST毫米波雷達仿真（一）中介紹過CST專用的天線庫Antenna Magus，工程師只需要輸入天線的規格要求，軟件將自動幫您生成3D模型。這里省略掉Antenna Magus的設置過程，下圖是Antenna Magus生成的天線模型，已經導入CST進行下一步仿真。

仿真計算

對于這種尺度的模型，既可以選擇CST的時域（T-solver）求解器，也可以選擇頻域（F-solver）求解器，都能得到非常精確的結果。

經常會聽到小伙伴說，CST的時域算法精度不夠，結果和頻域對不上，真是這樣嗎？下面是我用CST的T和F求解器仿真的S參數對比，可以看出兩個算法的一致性非常好。

這里教大家一些小技巧，當我們做天線仿真時，一定要用不同的求解器做對比，如果不同算法都能拿到相同的結果，這才能說明仿真結果是準確的。以下幾個設置要點，是天線仿真時要特別注意的。

首先，boundary的設置，reflection level的值要設置1e-6或者更小，邊界尺寸適度加大。

其次，F和T求解器做對比時，其中材料Fit as in Time Domain要勾選上，求解器的精度設置1e-6甚至更高，勾選網格自適應加密。

第三，時域T求解器的boundary設置與F相同，重點是網格設置。在天線陣子周圍畫一個空氣盒子，用來設置local mesh。如果仿真結果和F不一致，就需要對local mesh做進一步的加密，直到兩個求解器拿到完全相同的結果。

最后，時域求解器要勾選Hardware acceleration選項，可以極大地提升時域仿真效率。

設計優化

從前面的S參數結果可以看出，天線的諧振點并不在77G，這就需要天線設計工程師對天線的結構尺寸進行調整。

通常情況下，天線需要調整的參數非常多，如果每次調整都重新仿真S參數，那樣效率會非常低。為了更高效地完成天線優化設計，工程師可以利用CST自帶的優化器對參數進行自動調優。此外，還可以使用另外一個非常好用的功能：敏感度分析sensitivity analysis，詳細設置可參考FAQ088：如何使用敏感度分析 sensitivity analysis --- 天線F-ROM求解器。

這里在天線的長度方向上，設置一個參數offset，在求解器Sensitivity Analysis里勾選offset，然后進行計算。

計算完成后，在S參數結果里選擇Sensitivity Tunning可手調滑軌，查看參數對結果的影響。這里offset是天線長度的變化，當offset為正時，諧振頻率往低頻移動，這說明調整方向是對的。通過參數的敏感度分析，可以快速地判斷參數對結果影響的趨勢，確定工程師優化參數的方向。