CST DESIGN STUDIO 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 …………..................................................................................................... 3 CST DESIGN STUDIO™是什么?...................................................................................... 4 CST DESIGN STUDIO™的主要应用………...................................................................... 4 CST 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 用户界面结构…………………………..................................................................................8 创建一个系统....................................................................................................................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 ...................................................................................................................... 58 CST DESIGN STUDIO Block .......................................................................................... 58 CST MICROWAVE STUDIO Blocks................................................................................ 62 库 Block.......................................................................... .......................................... 69 标准 Block ...……............................................................................................................ 75 电路 Blocks..................................................................................................................... 76 Sonnet em Blocks........................................................................................................... 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 …….....................................................................................90 S参数仿真………………...................................................................................................90 AC 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…………..................................................................................................................105 CST MICROWAVE STUDIO® 模型...............................................................................106 天线 ............................................................................................................................. 106 变换器 ........................................................................................................................ 108 CST 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…………………………….............................................................................................121 改变记录…... ..................................................................................................................121 附录A — BLOCK REFERENCE ..................................................................122 基本 Blocks …...............................................................................................................122 特殊Blocks .....…………………….……………………………………...............................123 传输线 Blocks (white/yellow) ……..............…..................……………...........................124 微带 Blocks (red/yellow) ... ....................................................................................125 矩形波导 Blocks (blue/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。它和我们的电磁场仿真软件CST MICROWAVE STUDIO®紧密整合在一起，并且内建有电路仿真工具以及2.5维电磁场平面分析工具，这将允许你在不同的层次上考虑你的设计，并记及各种效应。 CST DESIGN STUDIO™ 是包含于 CST DESIGN ENVIRONMENT™中的。请先阅读 CST DESIGN ENVIRONMENT™ 的初级手册。以下的解释将假设你已经安装了软件，并且熟悉用户界面的基本概念。有两种方式可以打开CST DESIGN STUDIO™’s 的示意图窗口：示意图窗口是独立的软件的主窗口。在创建新项目时，此窗口是空白的。通过添加、连接器件来设置电路模型。在使用 CST MICROWAVE STUDIO® I时，示意图窗口是CST MICROWAVE STUDIO®’s 主窗口的子项。它总是包含着代表 CST MICROWAVE STUDIO 项目的器件。此器件可以和其它的有效器件一起组成一个电路。然而，当你在示意图窗口创建了一个电路模型后，在仿真前只需设定一部分附加的参数。对于以上描述的两种模式，这些步骤是相同的。要注意的是，有效的器件及仿真的类型依赖于你所购买的选项。如何快速的开始我们建议你按照以下步骤学习：阅读CST DESIGN ENVIRONMENT™ 初级手册。仔细阅读本文件。它将提供理解高级培训的所有必须的信息。学习安装目录下的示例。这些不同的应用示例会告诉你什么问题已经被此软件解决。需要注意的是这些例子是用来向您展示这些特殊应用领域的基础知识的。真实世界常常是比这复杂的多的，并且如果你对器件不熟悉的话，有些东西是非常难于理解的。创建你自己的例子。选择一个小并且简单的例子来赶快熟悉软件的使用。完成你的第一个例子后，联系技术支持获取改进。 CST DESIGN STUDIO™ 是什么? CST DESIGN STUDIO™是创建、仿真、优化电路的设计工具。电路可以不同的元件库中的有效器件建立。这些器件可以表示真实的物理元件，也可以是模拟或测试数据。 CST DESIGN STUDIO™ 提供一些不同的仿真方法，每种方法提供一个不同的结果。仿真的设置保存在仿真目标中。因为你可以设置任意数目的仿真目标，所以你可以对不同的设置全部计算。CST DESIGN STUDIO™ 所提供的一个最显著的特征是允许你设置全局变量，全局变量允许你通过改变一个参数的值而改变设计中任意数目的器件的值。对于设定的参数，可以通过参数扫频或优化逐步改变它们的值，以达到你所设定的目标。 CST DESIGN STUDIO™ 可以改进复杂的谐振结构的设计效率。把复杂的系统分成小单元，每个单元都用它们的S参数表示，则可以从小单元的分析结果获得整个结构的性能。仿真的时间将显著的减少。 CST DESIGN STUDIO™的主要应用 CST DESIGN STUDIO™ 和CST MICROWAVE STUDIO® 紧密整合在一起，且实现了电路仿真和全三维电磁模拟的无缝连接，因此，所有的应用都将从中获益。主要有两类不同的应用：需要考虑电磁场效应的高频电路设计。此类设计中，简单的电路模型是不充分地，因为它们没有考虑电路之间的场的效应。嵌有小电路的三维器件设计。这里，电路和场同时模拟是必须的。同时模拟可以减少模拟时间。 CST DESIGN STUDIO™ 可以用来设计各种不同的器件。范围包括：微带滤波器、波导滤波器、多工器、天线匹配网络等。 CST DESIGN STUDIO™ 主要特征下表显示了 CST DESIGN STUDIO™’s 的主要特征。需要注意的是因许可证的限制以下选项可能并非完全有效。具体事宜请联系你的销售代表。 Components（组件） Several analytical components（分析组件） Availability of circuit elements（电路元件的有效性） Provision of semiconductor model library（半导体模型库的供应商） Support of hierarchical modeling, i.e. separation of a system in logical components(分级模型的支持，例如，把一个系统分为几个逻辑元件) Tight integration with 3D electromagnetic field simulations from CST MICROWAVE STUDIO® （和三D电磁场仿真工具的紧密整合） Integration of high frequency planar analysis from the Sonnet em®1 suite（和sonnet 和整合） Import of measured or simulated data in TOUCHSTONE file format（以 TOUCHSTONE文件形式导入的测试或仿真数据） Control and usage of extensible element library(可扩展的元件库的使用) Analysis （分析） Global parameterization （全局变量） Parameter sweep with an arbitrary number of parameters（带有任意参数数目的频扫） Optimization for an arbitrary number of parameters and a combination of weighted goals （带有任意数目以及加权目标的优化） Built in APLAC®2 for CST DESIGN STUDIO™3 circuit simulator for linear and nonlinear simulation purposes（线性、非线性电路仿真工具APLAC） Optional link to full APLAC® functionality Easy definition of simulation tasks, some related to special devices such as mixers, amplifiers or antennas （仿真目标的简易定义） Automatic (re-)calculation of results from integrated field simulators（从场仿真得到结果的直接计算） Accelerated simulations by interpolation for simulated blocks（通过修改已仿真块来加速仿真速度） Solver transparency that allows selection of analytic or numerical evaluation of some components（对某些器件来说，采用分析方法或是数值计算方法是可选的，此项是透明地） Elimination of some components’ effects by de-embedding（通过屏蔽消除器件的某些效应） Enabling of all kinds of circuit/EM co-simulations by using differential ports（使用微分端口实现各种类型的电路、电磁场的共同仿真） Consideration of higher order modes （高次模的考虑） SPICE model extraction （SPICE 模型的导出） Template-based post-processing （基于模版的后处理） Result Management （结果管理） Extraction of task-related results during simulation （仿真过程中可抽取和目标有关的结果） Transparent access of result data via container scheme（通过container scheme方便的获得结果的数据） Possibility of keeping and comparing results in user-defined containers（在用户定义的窗口保持和比较结果） 1 Sonnet em is a registered trademark of Sonnet Software, Inc. 2 APLAC is a registered trademark of APLAC Solutions Corp. 3 APLAC® for CST DESIGN STUDIO™ is a subset of APLAC® Simulator, APLAC Solutions‘ Circuit Simulation and Design Tool, featuring a selection of linear and nonlinear elements & methods geared for EM / Circuit co-simulation tasks. Visualization Container data views and single data views of all results available（所有结果的数据或者有效结果的单个数据） Several view options (real part, imaginary part, magnitude, polar plot, smith chart) （一些不同的选项（实部，虚部，幅值，极坐标，史密斯圆图） Documentation Creation and insertion of text boxes and images inside the drawing for documentation purposes （为了管理可以在设计中创建和插入文字框及图片） Automation Powerful VBA (Visual Basic for Applications) compatible macro language including editor and macro debugger （功能强大的VBA，兼容包含编辑器和编译器的宏语言） OLE automation for seamless integration into the Windows environment 关于本手册本手册是为了让你尽快熟悉 CST DESIGN STUDIO™. 它不是CST所有应用的完全充分的参考书，而只是让你了解CST的主要概念。理解了这些概念后，在软件中帮助文件的帮助下可以可以更有效的学习软件。第二章是手册的主要部分，它将指导你了解CST DESIGN STUDIO™ 的主要特征。我们强烈建议你认真阅读次章。一些约定通过主窗口大开的命令如下所示：目录条项 ⌦ 目录项。此符号表示你应该首先目录条选项（比如“File”），然后选择相应的条目。在对话框中应该点击的按钮以斜体字的形式给出，例如 “OK”。组合键以加号连接，比如 Ctrl+S, 意思是你应该同时按下 “Ctrl” 键和 “S”键。反馈我们一直在努力改进软件的质量。如果有什么问题请发送邮件到 support@cst.com。第二章 — 快速漫游 CST DESIGN STUDIO™ 是非常易于使用的。然而，想要快速上手的话，你需要知道一些细节。这一章的目的是向你展示软件的性能。请仔细阅读本章，因为这是有效的学习本软件的最快途径。本章主要包括以下几部分： ⌦ 用户界面结构 ⌦ 创建一个系统 ⌦ 定义仿真目标并计算 ⌦ 参数设置 ⌦ 频扫和优化不管是 DESIGN STUDIO™’的用户还是MICROWAVE STUDIO的用户，以下说明都是一样的。仿真的设置也是相同的。两个软件的主窗口唯一不同的地方是CST MICROWAVE STUDIO® 的项目是以事先声明的 “模块”的形式出现的。这个模块是和 CST MiCROWAVE STUDIO® 的项目相联系的 (更多信息请看以下主题). 用户界面结构总述在指导你完成第一个例子前，我们首先向你说明一下用户界面和它的主要选项。我们将通过 CST MICROWAVE STUDIO®‘s 的设计窗口向你说明，因为它包含有更多需要说明的额外选项。如果你使用的是CST DESIGN STUDIO™,那么在打开软件后你会发现它的主窗口和下面展示的相似。如果你使用的是 CST MICROWAVE STUDIO® ，你需要切换到CST DESIGN STUDIO™ 的窗口。请观察主窗口中的“工具条”： CST MICROWAVE STUDIO 视图图现在请点击 CST DESIGN STUDIO™ 视图工具条。 CST DESIGN STUDIO 视正如你所见，整个界面分为五个部分：实际上，主视图包含有几个子窗口。每一个子窗口都可以显示项目或者是有效的结果。在上面的例子中，有两个子窗口： CST MICROWAVE STUDIO® 和CST DESIGN STUDIO™ 。如果视图是最大化的，那么它们可以有上面提过的视图工具条选择。任何一个视图都何以通过“导航树”控制。所有的结果以及结构的细节都可以在导航树中查看。它是以文件夹和子文件夹的形式组织的。当你从树中选择一个条目时，活动的视图将会显示它。参数窗口将会显示所有当前定义的参数。这些参数可以时全局参数也可以是针对某一个模块定义的局部变量。无论什么时候程序有信息给你，都会显示在信息窗口中。可能是一般消息，警告，或错误。模块选择平面可以看作是一个元件库，用它们可以完成设计并设置仿真。一个元件可以是电路元件，比如电阻，电容，也可以是微波元件，和外在仿真器的连接，测试的S参数或等等其他类型。 10 CST DESIGN STUDIO™ 2006 – Getting Started & Tutorials 除了主窗口外的所有窗口都可以自由设置。你可以把它们放在你喜欢的地方。它们还可以设置在一起（就像上图所示）或者从主框架中移去，这样它们将成为一个独立的窗口。比如，一个独立的参数窗口看起来就如下图所示：下一个值得关注的组件是“状态栏”。状态栏主要显示现在选用的全局单位。在程序运行的时候，一些信息也会显示在那里。其它的组件对于窗口程序来说是很常见的。“目录栏”和 “工具条”将帮助你使用程序的功能。通过目录栏可以实现程序的每个功能，而工具条则提供一种实现某功能的快捷方式。因此，并不是所有的功能都在工具条中有相应的按钮。“文中目录”也是一种快捷方式。文中目录所提供的函数类型依赖于当前选项（一个窗口，模块或者其他程序元件）和当前程序状态。创建一个系统这一部分将会带着你创建一个简单的小设计，比如，你将学会如何添加器件并把它们连接起来。不仅如此，本节还将向你展示如何些改器件的性质和如何使用参量。器件有不同的类型，可以如下分类：模块实现一个子系统的真实的物理功能或表示一个电路元件。我们区分解析模块，测量模块和仿真模块。大部分有效的模块都是解析模块，它们的功能由给定参数的电路模型或者数学公式给出。为了处理测试结果， CST DESIGN STUDIO™ 提供导入标准格式的S参数的标准模块。其他模块，即所谓的“方针模块”，将参考或存储CST MICROWAVE STUDIO®, 或者 Sonnet em®的项目。这些模块将保持那些项目的结果，甚至 CST DESIGN STUDIO™在项目中的参数控制。所有性质被自由参量控制的模块也被称作 “参数化模块” 。除此之外，还有一些特殊的模块，比如“地”。CST DESIGN STUDIO 模块用占位符表示子系统，应此支持分级设计。最后，参考模块定义一个普遍的性质，此性质可以赋值给解析模块。参考模块本身不显示物理效应。在下面我们将详细的讨论这些模块。 CST DESIGN STUDIO™ 2006 – Getting Started & Tutorials 11 外接的端口表示源或接入端。在简单的电路仿真中（电压源或电流源作为激励）外置端口并不是必须的。此情况中，外置端口将被特定阻值的接地电阻代替。探针可用来连接器件。对于简单电路仿真，它们记录电压和电流。为了获得一个有效的设计，插入的元件必须用适当的线连接起来。. 添加并连接器件现在是时间来仿真你的第一个设计了。我们将以一个简单的带通滤波器为例。它只包括简单的电感和电容，它们以pi型网络的形式组成三个谐振单元拓扑结构如下所示：让我们通过插入第一个电感开始我们的电路设计吧。在万块选择平面中选中Circuit Basic 项，点击鼠标左键选中它。一直按住左键，拖动鼠标到设计窗口，到你想要放置的位置后松开鼠标。在拖动鼠标在设计窗口中移动的过程中，一个元件的模版会显示在设计窗口里。如下所示，插入的模块被选中，并可在设计窗口中移动。需要主义的是一个树支也同时被添加到了导航树的‘Blocks’ 文件。模块树支以它所属的模块命名。电感模块的名字是INDn ，所以刚被添加的模块名字是‘IND1’，除非用户把它的名字改成其它的。 12 CST DESIGN STUDIO™ 2006 – Getting Started & Tutorials 一个模块的树支可以包含子支。在以后我们会进行说明。每个模块都由一定数目的引脚（内部端口）。我们用和模块相连的短线表示这些内部端口。如果没连接上，这些短线是红色的，连接上了则是蓝色的。每个内部端口都被端口值标识（集总电路元件除外，因为设计窗口中模块的映象已能充分的表示它们）。例如，插入的电感的有两个内部端口，他们都是红色的，因为他们都没和其它元件相连。下面插入第一个电容。把鼠标移到模块选择平面中，指向电容的左边的内部端口。选中时，内部端口将显示为一个红圈，这时，按下鼠标左键，拖动鼠标到设计窗口中和刚才添加的电感的右边内部端口对齐。两个端口连上时，一个红圈会出现。红圈出现时松开鼠标。此时，电容被插入，并和电感连接在了一起。和内部端口相连的短线变蓝时连接才是有效的。你也可以手动连接两个元件。把下一个电感拖动在电容的右边。现在把鼠标箭头移到右边电感的左边的内部端口上。鼠标箭头移到端口附近时端口显示为一个红圈，箭头图标会变成镶边十字叉。 CST DESIGN STUDIO™ 2006 – Getting Started & Tutorials 13 为了确定连接的起始点，双击红圈，箭头图标再次改变，一个橡皮条出现在内部端口和鼠标实际位置之间。当鼠标箭头移动到可以连接的元件时，元件将会变成高亮显示，并且鼠标图标会再次变成镶边十字叉，点击电容的右边端口完成连接。一旦连接上，两个元件之间的连线变成蓝色。请注意连线没有物理效应。所以连接之间没有长度。连线仅仅是把两个端口连接了起来。现在，插入另一个电容。把它放在已存器件的左边，并如下所示连接：选择左边的电容和右边的电感并旋转它们。操作如下，在目录栏 View ⌦Tools ⌦Rotate/Flip Tools ⌦Rotate Left/Right 或使用快捷键。再次安置位置成下所示：现在，端口已经连接起来了。我们得到的都是顺次连接。然而，在实际电路中，存在着T型连接和交叉连接。在 CST DESIGN STUDIO™,中，这些连接通过插入节点来实现，节点可以和任意数目的内部端口或者节点相连。当你把一个端口连到连接线上而不是端口上时，节点将自动出现。如果一个元件的端口被连在连接线上，元件将自动变换位置到和连接线垂直的地方。 14 CST DESIGN STUDIO™ 2006 – Getting Started & Tutorials 以下一个元件来验证此性质。选择一个电容放置在设计中。开始它是水平放置的，把它和最右边得水平连接线相连，元件将自动变到垂直位置。释放元件，一个节点会被建立。插入最后一个电感，把视图调整成如下所示：最后，你要把所有开路端口连接到地。你会在模块选择平面的‘Circuit Basic’部分找到“地” 模块。最快的方法是在设计窗口是活动（你需要单击设计窗口激活它）的时，使用快捷键“g”。快捷键g会在下一次点击鼠标时创建地模块。试一下。在你按下g后你会发现鼠标图标便成了插入图标。它的高亮显示和“拖动、放置”操作是一样的。点击最右边的端口，地将会被创建。对另一端口重复此操作。 CST DESIGN STUDIO™ 2006 – Getting Started & Tutorials 15 外置端口定义设计的源和入口，除了一些使用电压电流作为激励的电路设计外，外置端口是必须的。特别是对S参数仿真而言。外置端口也可以通过“拖动、放置”来添加。你可以在模块选择平面的‘Miscellaneous’ 中找到它。另外，你也可以使用快捷键“p”，和快捷键“g”类似。在主窗口中按下“P”创建第一个端口。创建第二个端口，并如下放置：外部端口和内部端口或节点的连接和手动连接两个模块一样：双击第一个外部端口然后单击它右边连线的边缘。对第二个外部端口也一样。现在，所有端口都以连接起来了。请确定没有表示没连接的红线。如果有的话，重复以上步骤，把它连起来。请注意，节点和连线可以移到其它位置。对于复杂的电路有时候需要修改自动布线。 16 CST DESIGN STUDIO™ 2006 – Getting Started & Tutorials 改变模块的设置在创建电路的拓扑结构后，我们要赋值给C1，C2，L1，L2。先选择模块然后在如下所示的参数窗口中编辑性质。表的内容依赖于模块的类型。性质的名称应该清楚地表明器件的物理属性。如果对性质有什么疑惑，请查阅在线帮助，它将提供更多信息。编辑 ‘Inductance’的值时，双击 ‘Value’ ，它的单位你要自己设置。但是在我们的例子中，我们使用默认值。逐次选择模块并如下赋值： Element Name Value L1 1.6 nH L2 44 nH C1 35 pF C2 1.2 pF 现在你的模型看起来应该和下面途中一样。一定要把值设置正确。 CST DESIGN STUDIO™ 2006 – Getting Started & Tutorials 17 另一种改变模块性质的方法是：选择模块，然后选择菜单Edit中的Properties 项，或者使用窗口或导航树中的文中目录。模块性质对话框也可以通过点击‘View Tools工具栏中的 ‘Properties’按钮打开，或者双击模块即可打开。现在打开最左边的电感的模块性质对话框。不同的模块的性质对话框所包含的内容有所不同。特别是，参考模块于下面的都有所不同。按钮‘Show parameter table inside drawing’ 可以控制是否在窗口中显示参数值。一般我们初始化成不显示。点击参数，你可以修改它的值。如果你输入一个无效地值，“错误”的消息将会显示给你。此外，你可以给一些参数选择单位。最初，这些这些参数用的是全局单位（以后解释）。参数的修改值不会被保存，除非你点击“Apply” 或“OK”。修改外置端口的属性修改外置端口属性的方法和修改其它模块的方法一样。 18 CST DESIGN STUDIO™ 2006 – Getting Started & Tutorials 对话框包含三部分，分别是T ‘General’, ‘Font’ 和 ‘Position and Size’.。‘Font’ 和 ‘Position and Size’ 项和上面描述的一样。 ‘General’ 项中可以修改端口编号。注意，只有整数才是有效的。另外，分为以下三部分： ‘Mode’ 项标注端口的模式数。如果你点击 ‘Higher order mode’ 框，端口名将展开成 p(n), p 表示端口数，n是 ‘Number’项声明的场数目。特性阻抗是外部端口的重要属性。 ‘Impedance’ 框设定阻抗值。如果 ‘Fixed impedance’ 没选中（默认值），那么端口阻抗将设置为和他相连的模块的阻抗。但是，一些模块没有特性阻抗，比如电容，电感，这时，特性阻抗必须手动设定。如果没手动设置，那么端口阻抗将自动射程50 欧姆，并且消息窗口会显示信息。如果‘Fixed impedance’被激活，且设置值不同于外接模块，那他在计算S参数时将再次规一话。一般来说，共地作为外部端口的参考结点。对于电路仿真，你可能需要定义一个指向电路内部的微分端口。这时，选中‘General’框的‘Differential项。外部端口延伸出一个钉（如有所示），你可以把它和参考节点相连。我们再次回到带通滤波器这个例子。因为输入和输出阻抗必须是50 欧姆，我们要改变‘Fixed Impedance’属性，把它设置为默认的50欧姆。 CST DESIGN STUDIO™ 2006 – Getting Started & Tutorials 19 仿真这部分将向你演示如何获得你感兴趣的结果。我们将解释全局设定，并设置 “simulation task” 。单位设定现在，我们已经赋值给元件，这些值的单位都是全局单位。如果你把单位从nH 到 uH ，那么你就把所有和全局单位联系的电感值都乘了1000倍，因为元件的值没有改变。为避免此情况，你可以给每个模块设置局部单位。全局单位都显示在状态条中。它们可以在‘Units’ 对话框中修改。可以这样打开它，在主目录中选择 Simulation ⌦ Units 或者在‘Design Tools’ 中选择相关的项。 20 CST DESIGN STUDIO™ 2006 – Getting Started & Tutorials 单位对话框显示了现在你的项目中使用的全局单位。在我们的例子中，所有电感的单位都是nH电容的单位是pF ，是‘Inductance’ 和 ‘Capacitance’ 属性的默认设置。我们不需要改变它们，点击Cancel 按钮关闭对话框。设定仿真目标为了得到滤波器的性能指标，将计算它的S参数。CST DESIGN STUDIO™可以计算S参数。. 除此之外， CST DESIGN STUDIO™还可以完成一些其它的仿真任务，这些将在第四章说明。要设定新的仿真目标，打开‘Select Simulation Task’ 对话框。因此，点击下图所示的按钮：另外，你也可以在主目录中选择Simulation ⌦New Task 。 CST DESIGN STUDIO™ 2006 – Getting Started & Tutorials 21 ‘Select Simulation Task’ 对话框中可以选择新的仿真目标。 ‘Details’ 框中是选择的目标的详细说明。点击OK后另一个对话框出现，在那里你可以设置具体目标。具体将在第四章说明。选择 ‘Standard ⌦S-Parameters’ 并点击 OK 。‘S-Parameter Simulation Task’ 对话框将出现，你可以设置具体参数。 22 CST DESIGN STUDIO™ 2006 – Getting Started & Tutorials 对话框有四部分： ‘Frequency Limits’ 框显示了模型的有效频率范围。如果模型中没有频率受限模块，那么高和地限制显示为 ‘None’ 。其它情况下，范围是所有限制的交集。 ‘Units’ 可以定义频率的单位。同时可以设定是全局单位还是局部单位。 ‘APLAC’仅仅和电路模型的S参数计算有关。在‘S-Parameter Settings’ 框中，设置计算S参数的频率范围以及频点数。 ‘Maximum frequency range’是检查框。如果选中此项，在仿真中频率限制将有效。注意，如果选择此项，必须在 ‘Frequency Limits’ 中设置范围。如果有频率范围限制，此项默认选中。此控制项中有三个控制键：如果‘Maximum frequency range’ 关闭，那么只有‘Fmin’ 和‘Fmax’ 可以编辑。输入的值必须在Lower limit 和 ‘Upper limit’之间。最后，你还要在 ‘Number of frequency steps’ 设定频点数。你可以选择‘Logarithmic sweep’ 项进行对数扫频。还有一个 ‘Antenna’ 工具条，是进行天线计算的。以后在说明。 CST DESIGN STUDIO™ 2006 – Getting Started & Tutorials 23 我们设定频率范围400 －》1000 MHz OK完成S参数设置。，‘Number of frequency steps’取默认的101。点击在导航树中 ‘S-Parameters1’倍添加到了‘Tasks’ f文件：双击他可以再次打开 ‘S-Parameter Simulation Task’ 对话框，你可修改目标值。你也可以通过文中目录重命名或删除它。你可以为你的项目添加任意数目的仿真目标。每一个目标都可以在导航树中找到。Each task can be accessed from the navigation tree. 如果你更新了你的设计，所有的仿真目标会一个接一个的重新执行。如果更新设计后你并不想执行某个目标但也不想删除它，把它设置成无效即可。选中相应的目标，点击鼠标右键，在出现的文中目录中选择“Disable. ”。为使他再次有效，重复相同操作选择“ Enable ”即可。开始仿真完成所有设置后，可以开始计算了。在主目录中选择 Simulation ⌦ Update 或者在 ‘Design Tools’工具条中按下Update 按钮。 Update 也可以使用快捷键 F5. 24 CST DESIGN STUDIO™ 2006 – Getting Started & Tutorials 就如上面提到的一样，在更新过程中，所有的目标是一个接一个的执行的。执行过程中，你要检查消息窗口，有关仿真的信息将显示在那里，尤其是warnings 和 error 。在我们的例子中只显示两条表示开始和结束的线。查看结果这一部分介绍如何查看结果。首先可以在导航树中看。我们要区分由CST DESIGN STUDIO™ 创建的标准结果视图和由用户添加的用户定义结果视图。在用户定义结果视图中，可以插入任意的结果。标准结果视图 CST DESIGN STUDIO™ 自动创建和方针目标相连的结果视图。例如，在S参数仿真中，自动添加随频率变化的S参数和阻抗的结果视图。这些结果图可以在导航树中激活。每一个树支都是一个文件夹。展开是单个的曲线点击它即可显示相应内容。. 在以下部分将介绍‘owners’, ‘containers’ 和 ‘data’.。这些项和导航树中的结果视图子项的排布有关。‘Data’ 和数据设置有关，例如，一条单独的曲线 ‘S1,1’.。单独的数据设置总是包含在数据 ‘container’中，例如， ‘S-Parameters’ container。显示一个container的内容意味着显示它所包含的数据。一个container 属于一个模块，或者设计，或者馈线，取决于结果的类型。检查它在导航书中的父目录以确定它的归属。因为仿真目标的名称是 ‘S-Parameters1’ ，括号中的名称也被赋予了子项的containers’名。 CST DESIGN STUDIO™ 2006 – Getting Started & Tutorials 25 点击 ‘S-Parameters [SParameters1]’项查看S参数：起初，结果视图显示的是 container（或数据）的幅值。想改变成其它形式，使用如下所示的 ‘Plot Tools’ 工具条。这些项也可以如此获得 View ⌦Type。实际上，我们的模型是一个带通滤波器。更好的表示方法是以 ‘Magnitude in dB’ 形式表示。改变至如下图示： 26 CST DESIGN STUDIO™ 2006 – Getting Started & Tutorials 刚开始 ‘Zoom’（放大）模式是激活的：你可以这样在视图中建一个放大区域：按下鼠标左键拖动他，到某位置后松开鼠标左键。松开鼠标左键都，刚才所选区域会被放大。可以在 View ⌦Mode 中使用 ‘Plot Tools’ 工具条激活其它模式。激活 ‘Pan’（平移）选项，则可以在水平和竖直方向移动显示区域。使用Axis markers（轴标）和 curve markers（线标）工具测量数值。axis marker（轴标）是平行于X轴或Y轴的直线。使用轴标可获得下列信息：垂直轴标读取X值，例如，决定极点的位置；水平轴标读取Y值，例如，找曲线的最值。插入轴标后X或Y值将自动显示； CST DESIGN STUDIO™ 2006 – Getting Started & Tutorials 27 垂直轴标和曲线的交叉点。双击轴标可以在显示和不显示交叉点纵坐标之间转换。两条平行轴标的区别；为了演示如何使用轴标，我们假设所需要的带通滤波器的指标如下所示：使用周标可以方便地表示其频率范围。激活‘Vertical Axis Marker’ 并在视图中双击创建一条标志线。把它移到 550 MHz ，按下鼠标左键并拖动到想要观察的位置，现在的位置会在频率轴的下方显示出来。同样地在610, 780 and 850 MHz t插入三条标识线。现在可以查看滤波器的性能了。创建一条水平轴标，把它移到通带中最大的|S11| 初。最大值显示在轴标的左边。就如你看到的，最差的性能是 -4.5 db。曲线显示通带的S11并不满足。 28 CST DESIGN STUDIO™ 2006 – Getting Started & Tutorials 一会我们会演示如何优化。我们将引入参数，并通过频扫研究它们如何影响性能，还要使用内建的优化器优化。但现在我们还是先学习如何查看数据吧。以下部分将告诉你如何设置画图属性。个性化视图性质除了以上几项，‘Plot Tools’ 工具条还有以下几个选项：点击 ‘Plot Properties’工具条或者从主目录选择 View ⌦Plot Properties 或责使用文中目录（点击右键即出现） Plot Properties 激活 ‘Plot Properties’ 对话框；选择‘New Plot Window’ 打开另一个画图框，。刚开始现实的是和现在的相同的内容。想改变它的话，点击相应的工具条即可。或者，你可以用导航树中树支的文中目录：如果多余一条曲线，它包含由 Next 项激活下一个视图。注意这些图是循环顺序组织的：激活最后一条后，再点击NEXT会激活第一个视图；让我们看看 ‘Plot Properties’ 对话框。它包含四部分：在 ‘X Axis’’ 你可以设置频率范围及X轴的形式，X轴标识点的浓度； CST DESIGN STUDIO™ 2006 – Getting Started & Tutorials 29 o 如果选中 ‘Auto scale’ 图中X的最大和最小值将自动计算。想自己定义的话，勾掉此项并输入你的值。 o ‘Round’ 项把坐标值扩展到最大和最小值附近。只有选中‘Auto scale’ 时，此项才有效。 o Ticks（记号）把轴分成长度相同的区间。. 选中‘Auto tick’ 自动计算区间宽度，勾去则可自己设定值。 o 选择 ‘Logarithmic’ 项建立一个对数轴。对数轴不允许自动划分区间。 ‘Y Axis’和 x-axis 差不多。不过多一个 ‘Wrap phase’项，此项把相位限制在 -180° < arg < 180°. 在 ‘Curve style’转换颜色，并决定是以点的形式还是以线的形式显示结果 ‘Font’ 决定轴等的字体。要从现在的视图中出去一条曲线，可以从主目录中选择 View ⌦Select Curves或从视图的文中目录选择Select Curves 。 ‘Select Curves’ 会出现，它包含两个框： ‘Hidden Curves’ 是图中不显示的项， ‘Displayed Curves’ 是现在现实的项。使用按钮 ‘>’ and ‘<’ 移动框中的项，或者使用 ‘All’ 或‘None’ 进行操作。点击OK or Apply 应用设置。 30 CST DESIGN STUDIO™ 2006 – Getting Started & Tutorials 用户定义结果视图除了标准显示还有用户自定义视图：在导航树中选择 ‘Results项，展开并选择 Results ⌦Add User Result Plot或者点击右键，在出现的文中目录中选择 Add User Result Plot 。你可以给你的 container 输入一个名字，也可以接受默认的名称 ‘Result’. 要把数据添加到结果栏中，在文中目录中选择 Add Result Data。 ‘Add Result Data’ 对话框出现， container’s视图被激活。但因为初始化是空的，所以只显示 ‘Result not available’。来自已存在的结果的数据可以以它们在导航树中的路径标识。例如，把 S21 添加到用户自定义视图中，为 ‘Owner’,选择‘Design’ ，为 ‘Container’选择‘S-Parameters [S-Parameters1]’ ，为‘Data’选择“S1,1”，就像下面所示。还可以图中选定的曲线一个标识，如 ‘Initial S11’. 点击 OK 键，被选定的曲线添加到 container. 就像标准结果视图一样， container 树支项也是一个文件夹，包含有数据的曲线。 CST DESIGN STUDIO™ 2006 – Getting Started & Tutorials 31 参数化和优化设计的参数化让你方便地使用变量。如果属性和参数相连，属性就可以变化并影响设计。再以下不分钟，会向你演示参数的使用，并执行频扫。然而，最常用到的是和特定目标相连系的优化，也会再这部分说明。使用参数 CST DESIGN STUDIO™ 可以使用全局变量，这些变量可以作为全局设定的参数或表述模块的属性。参数的使用是很简单的:首先，你必须再参数列表中定义它们；然后吧它们和属性联系起来（包括含有参数的数学表达式）。 . 参数列表控制相有四部分，分别是 ‘Name’, ‘Value’, ‘Description’ and ‘Type’.。最初，表显示一条空白线（除了‘Type’ 显示‘Unknown’），如下所示。如果你定义一个新参数，线编辑哪一项是无所谓的。给参数声明名称后，参数的定义才完成。 32 CST DESIGN STUDIO™ 2006 – Getting Started & Tutorials 有效的名字都是在VBA中有效的变量名的字符串。它们不能和VBA的命令冲突，也不能含有空格。 description 栏是可选的。 ‘Type’声明参数所用的单位。只有在当前设计作为子模型使用或参数化的内容被复制到另一个模型来标识它的属性时才使用此项。参数列表控制项还有以下功能：参数可以从列表中移出，并在项目中删除。操作是‘Type’列中选中选中项，然后从主目录选择 Edit ⌦Delete 或从文中目录选择 Delete 。如果所选参数在你的项目中使用，下个消息框会出现：点击OK，设计中使用此参数的地方都会被其值代替；列表中参数的名字是可以编辑的。注意，重命名意味着它会被删除，一个新参数被建立。所以，重命名可能带来和上述一样的问题；查看一个参数是否被使用（或者你是否可以重命名它或删除它二没有任何后果）在主目录选择 Edit ⌦Dependencies 或者选择参数列表控制的文中目录的Dependencies 。如果它在使用中，一个含有使用它的项的对话框出现。其它情况，会显示一条简单信息，说明它没被使用。参数可以被其值代替，操作是主目录中选择 Edit ⌦Replace by Value 或文中目录中选择Replace parameter by value 。参数不会被删除。参数列表中可以搜索字符串，在主目录中选择Edit ⌦Find或文中目录选择相应项。下面的对话框出现，输入字符串，点击 Find 按钮。 CST DESIGN STUDIO™ 2006 – Getting Started & Tutorials 33 作为例子，我们引入四个参数：C1, C2 ，L1, L2 。开始定义 C1, 用鼠标左键点击参数窗口左上的单元，它将被激活。输入名字‘C1’ 按下Tab 键改换到 ‘Value’ 列或直接点击它。我们推荐使用 Tab 键，因为很方便。 0 被自动赋值给它。 value 现在是可被编辑的（用鼠标左键或 TAB键激活它）。输入 ‘35’ ，再次按下Tab切换到Description’ 列，你可以简短地说明你定义的参数。如再次按下 Tab ，一个新行添加到表中，并且它的 ‘Name’ 被激活。对所有参数进行相似操作。最后不要忘了给所有的参数选择合适的类型。在我们的例子中，选择 “Capacitance” 或 “Inductance”. 所有完成后，参数表如下所示： 34 CST DESIGN STUDIO™ 2006 – Getting Started & Tutorials 现在，激活设计视图 (在结果树中点击 “Drawing” 或点击 CST DESIGN STUDIOTM 图标) ，选中最左边的电感。选中后，参数窗口将变化，显示选中模块的局部参数。用先前定义的参数 ‘L1’替换电感的值。不使用参数窗口的话，也可以通过选择 Edit ⌦Properties 打开电感的属性对话框，然后编辑其参数。对其它元件重复此操作，直到你的设计看起来像：注意，结果并没有从你的项目中移去。这意味着你仍可以在导航树中打开结果，但是和它们相连的子树支改变了，不再和现在的设定相联系，它们需要更新。绘图试图显示背景为灰色，表示结果没更新。 CST DESIGN STUDIO™ 2006 – Getting Started & Tutorials 35 再检查一下我们的设计，了解下参数列表控制，单击设计视图激活全局变量列表，在属于 C1的行上点击鼠标右键。然后在激活的文中目录中选择TDependencies 。 ‘Dependencies’ 对话框出现，并显示和所选参数相关的模块和属性。按下 OK ，关闭对话框。按下 F5 更新结果。所有标准结果视图出现，就像以前所讲的。 36 CST DESIGN STUDIO™ 2006 – Getting Started & Tutorials 让我们修改C2。.鼠标左键点击它的 ‘Value’ ，输入 ‘1.4’ 。点击 ‘S-Parameters [SParameter1]’激活S参数视图，改变显示为 ‘Magnitude in dB’ 。然后，按下F5更新结果。现在参数的结果将会被计算。计算完成后，结果树中 ‘out of date’ 图标变成正常的显示项。当然，S参数的结果已经是修改后的参数的了。设置 ‘C2’ 为 1.2 ，再次更新结果。执行频扫成功引入参数后，我们了解下改变它们的值如何印象结果。最简单的方式是频扫。在主目录中选择 Simulation ⌦Parameter Sweep 打开 ‘Parameter Sweep对话框。 CST DESIGN STUDIO™ 2006 – Getting Started & Tutorials 37 对话框包含两部分：在‘Sequences’可以声明要扫的频率，要执行的数目。在 ‘Sequences’ 容器中显示定义的顺序，及和扫频相关的参数。此外，还有可单独添加或删除顺序或参数项的按钮。 ‘Result watch’ 可定义扫频中你想保存的结果和你想把它们保存的地方。Data项已在 ‘Add Data’对话框说明。要记住result data 有它自己的主人，容器和名字声明。扫频中被选中的数据会被添加到扫频容器中。你可以在列表中选择它或输入名字。新的容器在扫频过程中创建。现在一步步的完成设置。首先，建立新的顺序，按下 New Seq. 。 ‘Sequence1’ 被添加到顺序列表，创建后它及被选中，这将激活 New Par, Edit and Delete等按钮。按下 Edit 激活它，编辑名称。按下Delete 可删除。按下 New Par 可打开 ‘Parameter Sweep Parameter’ 对话框，在其中可以选中参数并定义在频扫中它的参数变化范围。选中C1。 38 CST DESIGN STUDIO™ 2006 – Getting Started & Tutorials 开始输入一个值。声明一个范围的话，勾上 ‘Sweep’ 项，现在输入 33 作为下限 (‘From’), 37 作为上限(‘To’) ，并取4 在‘Steps中，如下所示：按下 OK 添加到顺序中。参变量添加到顺序中并在列表中显示： CST DESIGN STUDIO™ 可执行任意数目的参数的频扫。为了说明考虑一个即可。如果你添加了多个到顺序列表中，在频扫时所有的都会执行。第二步查看频扫时感兴趣的结果。因此，一个标准结果容器必须声明成源，还要定义一个用户定义容器作为目标，结果可以一步步插入其中。在开始扫频时，目标容器不需要存在，需要时可以创建一个新的。我们要看回波损耗，所以选择 ‘Design’ 作为 ‘Owner’, ‘Sparameters [S-Parameter1]’ 作为 ‘Container’ ， ‘S1,1’作为 ‘Data’.。我们可以把结果添加到以存在的用户定义结果视图 ‘Result’, 但是我们准备建一个新的，名字不同于 ‘Result’, 比如 ‘Sweep’。还有，把曲线的名字定为 ‘S11’。按下 Add 键。watch list 将展开。 CST DESIGN STUDIO™ 2006 – Getting Started & Tutorials 39 当然，你也可以删除已存在的 watches.。在‘Result Watch’中选择一个 watch 按下 Delete 键即可。watch 会立即从列表中移去。一个已存在的 watch 可以被另一个代替。先在列表中选中它，创建一个新的，然后点击 Replace。注意，扫频中每个单独计算完成后所有的 watches 都将更新。请确定你在‘Parameter Sweep’对话框中的实体和下表所示的项符合。另外，删除错误的参数变量和watch ，相上面所说的重新定义它们。 40 CST DESIGN STUDIO™ 2006 – Getting Started & Tutorials 成功定义参数变量和 watches 后Parameter Sweep’ 对话框的Start and Check 按钮 ‘被激活。扫频中赋给参数的值可能会超越相联系的属性值范围，例如，transmission lines’ 特性阻抗必须大于零，小于零的数导致错误。点击 Check 更新数据库。如果更新失败，会显示一条消息，你需要修改你的设置。请执行检查，然后按下Start 开始频扫。频扫结束后，在导航树中选择‘Results\sweep\s11’ 查看结果。容器结果视图被打开。 CST DESIGN STUDIO™ 2006 – Getting Started & Tutorials 41 看到所有 C1 变量的结果：优化 CST DESIGN STUDIO™ 提供一个非常强大的内建的优化工具，可以对人意数目的参数和不同权重的目标进行优化。下面，我们将优化设计的带通滤波器。。优化目标是： 42 CST DESIGN STUDIO™ 2006 – Getting Started & Tutorials 为达到目标，在主目录中选择 Simulation ⌦Optimize打开优化对话框。此对话框的四页包含了优化的所有设定。开始的 ‘Parameters’ 页包含了可以用于优化的以前定义的参数。在我们的例子中，是为带通滤波器模型的四个参数。 CST DESIGN STUDIO™ 2006 – Getting Started & Tutorials 43 列表显示了每个参数的设置。特别是，参数的最小值，最大值，点数，初值，现值，和最优值。在最左侧有一框，勾上它则次参数将在优化中使用。勾上C1, C2 and L1 。对选中的参数，可以设定最大值，最小值，点数，如果 ‘Use current as initial values’ 没选中，你还可以设定初值。一般默认是选中的，这时参数的现在值被用作初值。优化器通过估计每个值的性能实现优化目标。因为优化所费甚多，所以优化的目标是一经可能小的代价完成优化。所以，优化器仅在某些点计算，而在其他点采用插值算法计算。参数抽样在给定的参数范围 (‘Min’ / ‘Max’fields) 和最多采样点 (‘Samples’ field)确定。这两项应该小心选择。采样点可能太少使得精确度不够，也可能太多使得时间消耗太大。一个好的设置是每个参数五个采样点，变化范围是参数范围的10% 。 10% 的参数改变，可以在 ‘Reset min/max’ 设定。点击此按钮可自动调整所选参数的范围： ‘Min’ 相的值是初值减去声明的百分比， ‘Max’ 是初值加上声明的百分比。 44 CST DESIGN STUDIO™ 2006 – Getting Started & Tutorials 在我们的设计中，我们看到，对参数的改变是很敏感的。因此设定位 5% 按下 ‘Reset min/max’ 更新 Min/Max 值。同样我们把C1 的点数设置为t10。最后你要检查你的设置。现在我们要确定我们的目标函数。点击 ‘Goals’换到该页。 CST DESIGN STUDIO™ 2006 – Getting Started & Tutorials 45 ‘Goals’ 也非常像 ‘Parameters’页，但是它是关于目标的。初始是空的，因为没有任何目标设定。, 为了添加新目标，从左边框中选择类型。通常，会打开一个类型对话框，其中可以设定。已存的目标可以修改，秩序在列表中选中他并按下 Edit。一个非常相似的对话框出现，在其中可以修改参数。你也可以把目标从列表中移出。要移出一个目标，只需选中他，按下 Remove 。要移去所有目标，按下 Remove All 。目标也可以无效但在列表中保留以备后用。然后，使用检查框检查目标。 CST DESIGN STUDIO™ o优两类目标： ‘Result Data’ 指的是标准结果数据，他们是在执行仿真是自动产生的。 ‘User defined’ 以 VBA语言声明。从左边选择框选中‘User defined’打开宏编辑窗口，里面已有一些宏输入线，你可以自己设置。具体细节请查看在线帮助。编辑目标函数后，不要忘了保存。优化时，每次更新后宏都会执行，以确定目前的目标函数值。因为这项更高级，在本‘Getting Started’文件中我们主要集中在 ‘Result Data’ 目标。 ‘Result Data’ 打开的 ‘Define Goal’ 对话框包含四部分： 46 CST DESIGN STUDIO™ 2006 – Getting Started & Tutorials 在 ‘Type’ 可以选择时优化幅值，DB形式的赋值，还是相位； ‘Data’ 可以声明要优化的数据，这一项和 ‘Add Data’ 及‘Parameter Sweep’ 中的 ‘Result Watch’相似。 ‘Conditions’ 设置所选数据的目标。以后将详述如何定义合适的值。你还可以设置目标的权重。 ‘Range’ 设置条件有效的横坐标范围。有三项：可以在单点优化(选择 ‘Single’)，在给定范围 (选择t ‘Range’) 或整个横坐标t (选择‘Total’). 默认相是 ‘Total’。许多情况下，坐标值是频率。通过例子来说明：在前两项中选择 ‘Mag. (dB)’ 和 ‘S11’ (‘Owner’=’Design’, ‘Container’=’S-Parameters [SParameters1]’ and ‘Goal’=’S11’) 。有用的操作：设置约束如果你想让某个数据不超过某个值，操作如下：从右边列表中选择 ’<’ 并在‘Target中设置所选数据的最大值。‘Abscissa’ 无效对此目标。 CST DESIGN STUDIO™ 2006 – Getting Started & Tutorials 47 如果有多于一个目标，你必须设置它们的权值，权值可以是任何正数。下限的设置，只需选择 ‘>’ 。使用 ‘=’优化参数时，数据值等于目标值。最小或最大目标要想设置最大或最小值，只需分别选择 ‘min’ or ‘max’。 ‘Target’ 和 ‘Abscissa’ 此时无法编辑。把最大或最小值移到特定的坐标值把最小值移动到特定坐标，只需选择‘move min’。此情况下， ‘Target’ 无法编辑。在 ‘Abscissa’ 设置最小值移到的坐标值。因为值将沿坐标轴移动，对此类目标‘Single’无效。相似的，你可以用‘move max’进行最大值操作。 48 CST DESIGN STUDIO™ 2006 – Getting Started & Tutorials 我们的例子中，设置如下：第一个目标设置如下：其它三个设置好后， ‘Goals’ 也看起来是这样的： CST DESIGN STUDIO™ 2006 – Getting Started & Tutorials 49 附加设置可在 ‘Specials’ 也设置：这里可以设置执行的路径数。对每条路径，优化器将范围减少到合适的范围。还可以选择目标函数值是否需要归一化：一般来说，每个单独的目标都应该在相同的范围中(比如. [0…1])。这就是 ‘normalization’.我们的例子中，不需归一化。 50 CST DESIGN STUDIO™ 2006 – Getting Started & Tutorials 按下 Start。一旦开始优化， ‘Info’被激活，显示优化处理过程的消息。要看优化过程的话，点击S-parameter 树支。计算过程中， ‘Info’ 报告优化进程。有一些结果是估算值（一些是计算值，另一些是插值算得），如，目标函数的第一个值，最后一个值，最优值等。第一次估值时。没有值赋给最后四个属性，应为采样点太少。完成后， ‘Info’ 页显示如下：优化中，目标值从195.33 降到 192.64，说明优化器可以改进滤波器的性能。为了和初始设计比较，在导航树中激活文中目录，选择 Add Result Data.。‘Add Data’ 对话框出现。把优化结果添加到容器 (‘Owner’=’Design’, ‘Container’=’S-Parameters [S-Parameters1]’ 和‘Data’=’S11’) 输入 ‘Opt S11’ 作为新层。然后点击 OK 关闭对话框。数据的曲线被添加到容器的结果显示中。.我们看以下‘Magnitude in dB’ ：你会发现通带插入损耗降低了 2.7 dB。 CST DESIGN STUDIO™ 2006 – Getting Started & Tutorials 51 估计附加结果模型中抽取SPICE网络参数一些应用需要SPICE 网络模型，它们和真是世界的模型有一样的端口参数。因此，CST DESIGN STUDIO™ 提供网络参数提取特性，可以从给定的模型提取 SPICE 兼容的网络。此网络模型的基于受控源的 SPICE 网络，并没设定独特的拓扑结构。此方法的优点是可以从任何结构提取SPICE 模型，但是网络参数没有任何物理意义。因此 SPICE模型应被看作黑盒子，只是端口特性和原始结构一样。要实现这种提取技术，必须计算S参数获得S矩阵，计算完S参数后，你可以从主目录中选择 Results ⌦Network Parameter Extraction ⌦Model Order Reduction 来打开 ‘Network Parameter Extraction (MOR)’ 对话框。 52 CST DESIGN STUDIO™ 2006 – Getting Started & Tutorials 对话框包含三部分： ‘Select Input’ 中必须由S参数声明S矩阵( ‘Design’ 或模块名) 和产生此结果的仿真目标。 ‘Settings’可以定义一些参数控制 MOR过程。初始极点数表明了将要开始的MOR 模型的复杂度。如果定义的数使得达到精确性的过程过于漫长， MOR 会自动增加数值。正确性设定，定义了终止MOR的初始值和近似S参数的差值。默认的10作为初始的极点数是不错的数。还有一项 ‘Enforce passivity for all frequency values’。如果此项被勾中，附加的操作会被执行，以保证计算列表的被动性。请注意，此项可能非常费时。 ‘SPICE netlist frame’ 你只需声明输出文件的名称，可以新建，也可以替换已存的。所有都设置好后，按下 Start 键。消息窗口会显示一些关于极点数的信息及每一次反复的精确度。 CST DESIGN STUDIO™ 2006 – Getting Started & Tutorials 53 提取成功完成后，会有一些关于MOR结果的附加树支： ‘Approximated S’ and ‘Approx. Error of S’: 点击 ‘Approximated S’ 近似S参数的视图，它们表示提取的SPICE结构的解。如果没有错误发生，并且想要的精确度也满足了，那么它们看起来应该和原始的非常像。选择 ‘Approx. Error of S.’ 打开显示相对错误的视图。对一个成功的提取，在所有的采样点上，现实的错误都应该在以前声明的正确限制线以下。基于后加工的模版每一个仿真都有一系列的结果数据。例如，S参数仿真，计算S参数和阻抗，放大器仿真，计算 ‘Amplifier Simulation Task’ 对话框中的相应结果。但是，你可能要想一些不是自动计算的，而是从现有结果中算出的数据。因此，CST DESIGN STUDIO™ 提供了一个非常强大的工具： ‘Template Based Postprocessing’。就如名字所示， Template Based Postprocessing 在计算完成后进行。 CST DESIGN STUDIO™一个接一个的执行开启的方针目标，，并立即开始后加工。如果扫频或优化被执行，这一过程在每一个计算了结果的参数组合后都将运行。因此，后加工所得的结果也可用作参数扫频的视图或优化目标。 ‘Template Based Postprocessing’ 对话框允许你天添加这样的后加工步骤道你的计算序列中；可以从主目录中选择 Results ⌦ Template Based Postprocessing f打开对话框。 54 CST DESIGN STUDIO™ 2006 – Getting Started & Tutorials 对话框有两个标有 ‘1D Results’ and ‘0D Results’的页，它们都显示一张先前定义的后加工步骤的列表（初始化是空的）。 ‘1D Results’ 管理一维结果的后加工步骤，比如，随另一个量变化的量，如随频率变化的群延时。 ‘0D Results’ 处理单值，如群延时的最小值。后加工的处理顺序有两个约束：相同类型的执行顺序依赖于它们在列表中的顺序 (i.e. either ‘0D’ or ‘1D’)。例如，如果第一部计算了群延时，第二步可以计算它的一阶导数。 1D 结果先于 0D结果。所以，可以从一维结果获得零维结果。出了列表，每一页还含有以下内容： Settings: 编辑选中的后加工步骤。. Delete: 删除选中的后加工步骤. Duplicate: 复制选中的后加工步骤。当你添加一个和已存的步骤相似的步骤时使用此项。将添加一个附件进去，你可以方便地修改它。 Evaluate: 估计选中的目标，要注意选中的原始结果必须是有效的。 Up/Down: 改变执行的顺序 Delete All: 删除所有 Evaluate All: 估计所有步骤。要注意选中的原始结果必须是有效的。后加工的结果也可在导航树中显示。 CST DESIGN STUDIO™ 2006 – Getting Started & Tutorials 55 第三章 – 模块类型到现在，只讲了 CST DESIGN STUDIO™ 基本部分。以下部分讲它的扩展。然而，有些项可能不可用，这依赖于你的许可证。我们建议你认真阅读此部分，并创建你自己的示例，以熟悉这些内容。对这些特性的了解可以加快你的工作，并可充分的利用软件。下面会出现一些高级的模块。尤其是，仿真模块，它们可以导入模块的仿真结果，页可以参数化控制模块，这将大大加强软件的功能。此外，你还要注意参考模块，它们可以定义模块的基本性质，，例如，微带元件的基版设定，及支持分级模拟的CST DESIGN STUDIO 模块。The 后一项允许你把设计分成可以单独设计和优化的逻辑上的子模块。分析，仿真和测量模块建立一个分析模块，例如，传输线，微带线，矩形波导，，结果可能由于下列原因导致错误：分析模块的性质总是受限的。有各种各样的处理不连续性的及耦合的参数模型的出版物，一般来说，分析模块应用单位要么限制在一定的频率范围内，或者是限制于它们的模型参数。即使所有的限制都满足了，在有些情况下，还有作者所说的 10% 的误差。使用分析模块无法考虑器件之间的耦合。全波仿真器没有这些问题。因此 CST DESIGN STUDIO™ 提供一个接口可以和三维仿真器相连，特别是我们的CST MICROWAVE STUDIO® 3D 电磁场仿真软件。一旦相连，结果就和机器性能关了（时间，内存，CPU）. 仿真和测试模块是标准模块。插入后，打开一个对话文件，你可以编辑相应内容。一个文件模块或测量模块会指向这个模块，或一个参数模块可以从此位置复制项目文件。 56 CST DESIGN STUDIO™ 2006 – Getting Started & Tutorials 特殊的模块参考模块考虑波导结构，假设波导的横截面是均一的但是不同于默认值，你必须定义它的属性，描述宽度，高度至少三次。维加速你的工作， CST DESIGN STUDIO™ 提供参考模块。参考模块本身没有任何物理属性。它不能和其他模块相连，因此也么有内部端口，但他是可以联系其它模块的。换句话说，这些模块的某些属性由参考模块决定。参考模块的添加方式和其它模块一样，在模块选择平面中参考模块可以明确区分出来，他有一个大箭头。插入参考模块后，它自动变成‘default reference’, i.e.所有后插入的模块都自动指向它。当然，你可以关闭此功能。一个设计可能包含不同的参考模块。让我们看看矩形参考模块的 Parameters’页对话框。在空白设计中插入一个这样的模块，打开它的属性对话框。 CST DESIGN STUDIO™ 2006 – Getting Started & Tutorials 57 参考模块的 ‘Parameters’ 和一般模块的‘Parameters’ 不同之处仅仅在于 ‘Use as default reference’ 项允许你在选中和不选中间转换。它的 ‘Default’ 属性，请注意一个模块只能有一个参考模块。选中一个参考模块就会自动关闭另一个。关闭现在的而不选中另一个就没有默认的参考模块了。关闭参考模块，插入一个矩形波导模块，然后打开它的模块属性对话框。注意有些属性是不能编辑的，它们的值是由相应的参考模块的属性决定的。矩形参考模块自动和默认的参考模块相连。如果有几个参考模块，从对话框的下脚的选择框选择参考模块。你也可以关闭参考模块，只需在 ‘Use reference block’ 标记。此时所有属性成为可编辑状态。 58 CST DESIGN STUDIO™ 2006 – Getting Started & Tutorials 只要可能，设计就应该从插入参考模块开始。所有后插入的模块都将指向他（除非你关闭了 ‘Default’ 或添加了一个新的参考模块），这样，我们改变属性的操作就简单多了。注意，打开参考模块的‘Default’ 不影响任何已存的模块，只影响后插入的模块。克隆模块克隆模块在你的设计中创建一个相同的模块，如果原始的模块的属性改变了，那么克隆模块的属性也将相应的改变。克隆模块的对话框像下所示：如你所见，克隆名下没有自己的属性。 CST DESIGN STUDIO 模块 CST DESIGN STUDIO™ 可以分级设计。这一功能由 CST DESIGN STUDIO 实现，它表示一个子设计。让我们一步步的认识它。首先创建一个项目，插入 CST DESIGN STUDIO 模块到设计中－从模块选择平面中拖动 ‘Miscellaneous’ 。应为模块没有物理属性，所以没有内部端口，也不能相连导其它模块。有两种方法可以添加物理属性：创建一个子模型 CST DESIGN STUDIO™ 2006 – Getting Started & Tutorials 59 载入一个子模型作为子模型第一种情况是：你双击模块，则初始状态是空的子模块打开。请注意， CST DESIGN STUDIO模块是唯一一个双击打不开属性对话框的模块，你要么用文中目录，要么在目录条中选择Edit ⌦Properties。现在我们有了一个空的子模块。有三种方式转换到‘parent’ 模块：从目录条中选择View ⌦Parent Model ，在‘Design Tools’ 条中点击相应的项，第三种激活方式是通过导航树。子模块代表一个完全的模块，这些模块可以和不同于它们的Parent 的全局单位相连。更进一步，你可以定义目标，参数等等。这些设置中的一些会影响 ‘parent’ 模块的设定，而其它一些不会。现在我们详细的讨论模块和子模块的联系。假设子模块中有频率限制，如：一些仿真和测试模块。如果你打开了任何特殊的任务对话框，子模块的频率范围会显示在对话框顶部的 ‘Frequency Range’ 中。如果相应的子模块中的没个模块设置了频率上下限， CST DESIGN STUDIO模块也成为一个有频率边界的模块。因此，在子模块中插入和连接一个有频率边界的模块它的 ‘owning’ CST DESIGN STUDIO模块的频率限制，可能会改变它的‘parent’ 模块的频率范围。注意，并不是插入一个模块会影响频率范围，而是连接它会。不需考虑没连接的模块对频率的限制。让我们加入我们的第一个子模块。考虑到参考模块的有用性，首先加入一个这样的模块是有益的。在模块选择平面中的‘Waveguide 部分选择一个矩形波导参考模块。现在它是子模型的默认的参考模块，但对‘parent’则不是。同样，I‘parent’t 中的参考模块也不影响子模型的模块。 60 CST DESIGN STUDIO™ 2006 – Getting Started & Tutorials 第二步，添加一个矩形波导E面转角模块到子模型中。检查它的 ‘Parameters’ 页，保证默认的参考模块‘Block1’是这个新模块‘Block2’的参考模块。现在，再添加两个模块，一个是矩形波导模块，和另一个矩形波导转角模块，建立连接，添加两个外部端口，如下所示。子模型现在完成了，注意矩形波导E面转角是频率受限的。看一下一个E面转角的性质框中的 ‘General’ 页，默认的频率范围是：7494.81 MHz －》 16758.9.MHz。因为矩形波导E面转角是子模型中唯一的频率受限模块，且两个模块的频率范围是相同的，所以它们的共同的频率范围也是模型的有效频率范围。如果你从主目录中选择 imulation ⌦New Task 并且在打开的‘Select Simulation Task’对话框中选择S-Parameters’ 类型，‘S-Parameter Simulation Task’对话框的 ‘Frequency Range’ 项将如下所示：然而，我们可以为子模型设置仿真目标，并计算其S参数。这些东西和‘Quick Tour’中解释的没什么不同，按下Cance 离开S参数仿真任务对话框。‘parent’ 的设计视图更加有趣。 CST DESIGN STUDIO 模块现在显示两个内部端口。子模型的每个外部端口和起占位符作用的模块（CST DESIGN STUDIO 模块）的内部端口相连 CST DESIGN STUDIO™ 2006 – Getting Started & Tutorials 61 如果你在子模型中移去一个外部端口，CST DESIGN STUDIO 模块的相应的内部端口数字也会消失。现在‘parent’ 模型中的CST DESIGN STUDIO 模块可以和两个外部端口下相连了。现在检查CST DESIGN STUDIO 模块的属性对话框，会发现里面没有‘Parameters’ 页，它的初始页是 ‘General’ ，其中显示了和子模型的有效频率范围相应的频率限制。注意如果在‘parent’ 模型中设置新的单位，则相应的标度也会改变，例如，如果母模型以 GHz为单位，则频率范围将变为7.49481 GHz －》16.7589GHz。双击模块返回子模块。这里，我们定义了一个参数 ‘length’ 并赋值为 5。点击左上单元，把它添加到参数控制列中，输入参数的名字，用Tab键切换到下一个单元。在‘Type’列选中 ‘Length’ I，看起来应该像这样：切换到 ‘parent’ ，打开CST DESIGN STUDIO 模块的属性对话框 (不是双击，而是通过 edit ⌦Properties).。‘Parameters’ 页中会看到包含了子模型的参数 ‘length’. 62 CST DESIGN STUDIO™ 2006 – Getting Started & Tutorials 因为长度是 ‘Length’ 类型，这种类型的单位可以选中作为模块‘length’参数的单位。参数的值将会和单位成比例。t 把‘Parameters’页中‘length’ 的值改为=6,选择 ‘m’做单位。然后切换到子模型，查看参数列表控制中的参数，你将发现，这里的值也改变：新值是6000 (mm)。因此，子模型中的参数代表了相应的 CST DESIGN STUDIO 模块的值。参数的改变可以在模块的 ‘Parameters’ 页实现，也可以在子模型的参数列表控制实现。切换到 ‘parent’ 模块，定义参数 ‘l’ (值为任意)。把参数‘l’添加到CST DESIGN STUDIO模块的‘length’属性。现在你可以使用参数 ‘l’ 执行参数扫频或优化，这时子模块中的参数 ‘length’随‘l’改变。注意，参数名可以相同，但是为了更好的区分，我们避免此种情况的出现。如前所述，子模块也可以被其它的 CST DESIGN STUDIO™ 项目替代。在CST DESIGN STUDIO模块的属性对话框‘General’页点击 Browse 按钮。你可以选择一个 CST DESIGN STUDIO™ 项目文件 (带有后缀 ‘.des’) 作为行的子模块。如果真实的子模块不是空的， CST DESIGN STUDIO™ 会要求确认，因为现在的子模块的所有设置和参数都将被覆盖。, CST MICROWAVE STUDIO 模块根据设计的不同要求，有两种 CST MICROWAVE STUDIO 模块供选择。一个仅仅是 CST MICROWAVE STUDIO 项目的参考，另一个复制并添加到设计中。 CST MICROWAVE STUDIO File 模块把这种模块添加到设计中后， ‘Import CST MICROWAVE STUDIO’ 对话框打开。那里你可以浏览带有‘.mod后缀的CST MICROWAVE STUDIO® 项目文件。属于所选项目的接口文件必须有效。接口文件的后缀是‘.dsn’，每次保存CST MICROWAVE STUDIO®项目时被写下。如果此文件不存在，此模块的插入就失败了。注意，此文件的存在或缺失实在对话框的‘Import 项声明的。 CST DESIGN STUDIO™ 2006 – Getting Started & Tutorials 63 插入模块时，还有两项属性可以设定，它们也可以在模块的属性对话框修改： ‘Store Relative Path’:你可以保存相对的路径，也可以保存从现在的CST DESIGN STUDIO™ 项目到所选的 CST MICROWAVE STUDIO®项目的绝对路径。如果CST DESIGN STUDIO™项目没保存，则此功能无效。那时，绝对路径被自动保存。两选择都有意义，取决于你以后打算如何处理此项目。如果在服务器中有一个项目库，那么提供绝对路径是有帮助的，因为如果你的同事也使用此服务器的话，你只需把路径告诉他。另一方面，如果你想把项目发送给一个不能进入服务器的人，如用电子邮件，那么把CST MICROWAVE STUDIO®复制到现在项目的子文件夹，提供相对路径更有用。选中File ⌦Set Relative Paths ，则你可以方便地为你的模型的所有模块修改此项路径属性。然后 ‘Set Relative Paths’ 对话框出现了，显示了所有模块相对于一个文件的相对路径。 64 CST DESIGN STUDIO™ 2006 – Getting Started & Tutorials 每一实体都有一个检查框，指示了相对路径是否考虑了。通过选择File ⌦Set Default Relative Path 你可以决定对后加入的模块是否使用相对路径。如果文件的路径‘lost’, 你只需再次浏览它，就像你浏览一个不同的项目。在收到 CST DESIGN STUDIO™ 项目或一些 CST MICROWAVE STUDIO® 项目(或Sonnet em® 项目) 时，你要检查这些文件参考是否有效，：从主目录选择File ⌦Check For Missing Files ，像以上描述的那样‘repair’项目。 ‘Use AR filter whenever possible’: 使用 CST MICROWAVE STUDIO® 的AR滤波功能从时域计算提取S参数。 CST MICROWAVE STUDIO 文件模块图形如下所示：内部端口数和CST MICROWAVE STUDIO® 模型中定义的端口数相符。现在让我们看一下 CST MICROWAVE Studio file 模块的属性对话框。这类模块没有参数，所以初始页是‘General’ 。 CST MICROWAVE Studio file 模块总是频率受限的。限制显示在 ‘General’ 页。而且，模块相连的文件页显示在那。同样，你可以选择绝对路径，或相对路径。然而，在这里此项是无效地，因为还没保存 CST DESIGN STUDIO™ 。因此考虑的是绝对路径。 CST DESIGN STUDIO™ 2006 – Getting Started & Tutorials 65 还有三个按钮：Browse, Edit and Convert. 点击 Browse 打开 ‘Import CST MICROWAVE STUDIO File’对话框，这里你可以浏览不同的项目。频率限制和内部端口数将会随新文件的不同改变。如果在新的项目中有相同的名字，端口的连接会被保存。按下 Edit 打开 CST DESIGN ENVIRONMENT™中的CST MICROWAVE STUDIO® 项目。按下 Convert转换此模块为一个参数化的 CST MICROWAVE STUDIO模块。模块图标中的箭头将消失，此类模块以后介绍。T 这里你也可以选择 ‘Use the AR filter whenever possible’。如果相应的项目没有有效的结果，在目标执行期间，将会自动计算它们。如果在外部程序中改变了文件，文件模块记录文件的修改次数。在更新结果前，会比较这些文件的修改次数和现在文件的修改次数。如果它们不同，包含修改文件列表的‘Update Results’ 对话款出现。请标记 CST DESIGN STUDIO™ 模型中需要更新的。其它的保持不变。两种选择均有意义：想象你大开了一个好几次没使用的 CST DESIGN STUDIO™项目，同时你修改了程序中参考的外部文件。如果你不想改变the CST DESIGN STUDIO™ 项目，你应该选择不更新此文件相关的模块。另一方面，如果你在平行处理两个程序，并且总是接受相应的修改，你应该选择更新此文件相关的模块。 66 CST DESIGN STUDIO™ 2006 – Getting Started & Tutorials CST MICROWAVE STUDIO Block CST MICROWAVE STUDIO 模块允许你参数化处理CST MICROWAVE STUDIO® 项目。你可以从参数选择平面的‘Miscellaneous’ 添加。‘Import CST MICROWAVE STUDIO File’ 对话框打开，你可以寻找添加的项目。和 CST MICROWAVE STUDIO文件模块相比，这种类型的模块不会指向选中的项目。相反，一些必须的文件会存储在模块中。为了再次计算模块的结果，或在例子中打开CST MICROWAVE STUDIO®项目，这些项目会被复制到现在项目的文件夹的子文件夹中。然而，你永远不能在外在的CST MICROWAVE STUDIO®场合中修改它，因为这将导致矛盾。这类模块的主要特征是可以从CST DESIGN STUDIO™.控制CST MICROWAVE STUDIO® 项目的参数。模块参数对话框的‘Parameters’中的有效的参数和相连的项目的独立参数是协调的。结果缓冲对参数控制来说，一个非常有用的附件是缓冲器，S参数的计算结果和端口阻抗保存在那里。第一次把一个项目和一个模块连接起来时会创建一个缓冲器。当你把此项目和另一个模块相连时，缓冲器会重复使用，即使是项目被复制到另一个地方或以另一个名字保存。除非你同时修改了项目，那么一个新的缓冲器会加入。但是，缓冲器不是被项目的路径或文件名区分的，而是有项目的内容区分的。一个缓冲器可以被一群使用者使用。每个使用者也可以同时使用几个缓冲器。要声明你要使用的缓冲器，在主目录中选择Edit ⌦Set Cache Paths。打开了下面的对话框，你可以声明任意的缓冲器路径。可以根据优先权对路径排序 CST DESIGN STUDIO™ 2006 – Getting Started & Tutorials 67 不同项目的结果分开保存(从CST MICROWAVE STUDIO® 手册获取更多内容)。选中. T CST MICROWAVE STUDIO 模块，从主目录选择 Components ⌦View Cache f或从文中目录选择View Cache 。打开了 ‘Cache Overview’ 对话框，这这里，你可以管理缓冲器。对话框上面的两个选择框允许你在保存的参数设置中切换。按下Delete 按钮，你可以删除现在选中的设置。要显示选中的参数设置的结果，按下 Show Set 即可。显示了缓冲器路径。要快速移去所有缓冲器，从主目录中选择 Components ⌦Delete Cache即可，或从文中目录选中。结果缓冲器的有效性是非常强大的，特别是使用插补时。一旦缓冲器满了，例如，扫频时，你可以很快获得内插值计算的结果，甚至可以不用耗时的三维仿真而进行优化。 CST MICROWAVE STUDIO block Example 我们现在一步步的学习CST MICROWAVE STUDIO 模块的使用。我们使用安装时附带的例子 ‘Coaxdiscontinuity’ 。可以在CST MICROWAVE STUDIO®的在线帮助中找到他。选择Help ⌦Examples Overview 和 ‘Transient Analysis Examples’。你也可以使用其它参数化的 CST MICROWAVE STUDIO 模块做以下步骤： 68 CST DESIGN STUDIO™ 2006 – Getting Started & Tutorials 插入一个CST MICROWAVE STUDIO模块到你的设计，在设计视图中选择 ‘Coaxdiscontinuity’ 。端口的数目和为CST MICROWAVE STUDIO®项目定义的端口数目相符。打开模块属性对话框，如果 CST MICROWAVE STUDIO® 项目的参数以设定，初始页是 ‘Parameters’ 。在我们的例子中，设定了一些独立的参数。结果，模块就有了一些和这些参数相连的属性 ‘General’ 和CST MICROWAVE STUDIO 文件模块的‘General’ 一样。注意，显示的文件名说明了最初复制的原始项目。打开 CST MICROWAVE STUDIO®项目。一般，对一个CST MICROWAVE STUDIO来说，修改总是和它相连的项目同时进行的。首先，检查CST MICROWAVE STUDIO® 项目参数列表控制。我们例子中，设置了一些独立参数。 CST DESIGN STUDIO™ 2006 – Getting Started & Tutorials 69 让我们现在给一个赋一个不同的值。把参数L1 的值改为 l1=28 (可能需要你确定这次修改，因为它会删除所有的结果) ，并更新三维模型。切换到 ‘parent’ ，打开模块的属性对话框。你会注意到在那里也以修改了： ‘Parameters’ 页显示了新的属性值(l1=28). 如果你现在执行仿真， CST MICROWAVE STUDIO®会计算修改后的项目结果，从而更新模块的结果。 Library Block 库模块是参数仿真模块。一般来说，库模块用来实现众所周知的、经常使用的不能用分析方法处理的结构。现在，库模块是仅仅基于CST MICROWAVE STUDIO® 项目文件的。更进一步的发展将会提供定义其他库元件的可能性。库模块储存在全局库中。一旦定义，库模块就可以像分析模块一样使用了。和 CST ICROWAVE STUDIO模块相比，相应的项目不能再被修改。用户可以共享库。从主目录中选择Edit ⌦Set Global Library Paths 打开‘Set Library Path’ 对话框，设置他的路径，其他人就可使用它。 70 CST DESIGN STUDIO™ 2006 – Getting Started & Tutorials 全局库（缓冲器）中的每个库元件的不同参数组合的计算结果都被保存。就像对 CST MICROWAVE STUDIO 模块的解释一样，可以同时使用几个缓冲器。在主目录中选择 Edit ⌦Set Cache Paths ，打开 ‘Cache Paths’对话框，可以声明它们的路径。只要和缓冲器管理器有关，库元件和与CST MICROWAVE STUDIO 模块相连的项目非常不同：一旦定义了库元件，解决和网格类型就确定了。结果，所有的缓冲器实体都指向了这些设置。要想提供不同的设置，必须添加另一个库元件。要想添加一个库元件，从模块选择平面中的‘Miscellaneous’部分选择它的符号，拖动到设计视图放下即可， ‘Select Library Element’对话框将会出现：对话框左边是所谓的库树，这里库元件以树的结构安排。可以选择要添加到模型的库元件。如果选择了一个库元件，在 ‘Preview’ 中会出现它的预览图象，同时这也是设计视图中的图标。 ‘Description’ 是关于所选模块的更多的信息。点击OK 插入元件。例如，选择 Microstrip/End-Effect/Short with patch，把它添加到一个空的项目。 CST DESIGN STUDIO™ 2006 – Getting Started & Tutorials 71 打开属性对话框，初始显示的是 ‘Parameters’：和以前一样，你可以设置参数。它们的单位是全局单位，就是‘Units’ 对话框中的。库元件总是频率受限的。切换到 ‘General’检查现在的频率限制。注意，如果修改了参数，这些边界可能会改变。总知，库模块可以像分析模块一样使用。每一元件提供一个全局缓冲器，所有此类型的模块都可进入。如果有一个你经常使用的 CST MICROWAVE STUDIO模块 (特别是参数不同，即使在不同的项目中) 你应该把它转化为一个库模块。下面我们介绍如何添加你自己的库元件。 72 CST DESIGN STUDIO™ 2006 – Getting Started & Tutorials 定义一个新的库模块如果经常使用一元件，你可以把他设为库元件。注意，库元件只能是当前的 CST MICROWAVE STUDIO®项目。设置库元件前，应该作些准备。首先，检查要使用的CST MICROWAVE STUDIO® 模型是否完整。注意：在CST DESIGN STUDIO™中有效的属性是否在CST MICROWAVE STUDIO®都表示为了参数？频率范围合适码？许多时候，设置成空间参数的函数是有用的。 I 保存 CST MICROWAVE STUDIO® 项目了吗？需要的文件有效吗？还要建一个图标。 By 选择 Window ⌦New symbol Editor 打开符号编辑文件，你可以画出图标。在此我们不多做解释，因为很简单。搞好图标后，保存在你的硬盘里。准确的位置并不重要，因为添加库元件时会复制的。我们也提供默认的图标，但是建议你自己化一个。最后，还要保证你的库文件是可写的。库文件装在你的CST DESIGN STUDIOs’ 安装路径下的 ‘\Library\LibraryBlocks’ 文件中。完成这些准备后，可以添加CST MICROWAVE STUDIO® 项目到库里了。在主目录选择Components ⌦Add, Edit and Delete Library Element ，打开‘Add, Edit, and Delete Library Elements’ 对话框，如下所示： CST DESIGN STUDIO™ 2006 – Getting Started & Tutorials 73 一些库管理函数是有效的： Delete b删除选中的库元件；老版本的库可以点击Import 导入； . 点击 Add 可添加新元件；. 按下 Add按钮， ‘Add Library Element’ 对话框出现了；必须添加库模块的一些额外信息：第一行为库元件声明 CST MICROWAVE STUDIO®项目文件；按下 Browse 打开标准文件对话框。浏览后缀为 ‘.mod’.的文件；定一一个显示在 ‘Select Library Element’对话框的名字；简短描述下元件。一个主要特征就够了。此描述会显示在‘Select Library Element’对话框的‘Description’项。 74 CST DESIGN STUDIO™ 2006 – Getting Started & Tutorials 明确新元素添加的位置。可以浏览获得，也可以手写输入。浏览模块图标。如果你自己没创建图标，可以使用默认的 ‘lib.sym’, 它的路径一开始就显示在里面；按下 OK 确认这些输入， ‘Library Element Parameter’ 对话框出现了；它显示了CST MICROWAVE STUDIO® 的所有参数。第一列是名字，不能修改；第二列 (‘Editable’),，可以选择这些参数在属性对话框的‘Parameters 页是否可被编辑。第三列(‘Geom’) 可以决定是否把参数指定为额定单位。第三列内(‘Default Value’), 可以声明参数的默认值。下两列 (‘Min’ and ‘Max’) 每个参数允许的最大和最小值。如果你忽略了，将不会有限制。最后三个(‘Min’, ’Max’, and ‘Samples’) 定义了插补用的一些量。. ‘Min’ 和 ‘Max’ 声明了范围， ‘Samples’ 是范围内的采样点数。设置完成，按下OK t添加新元素到库中。库中会创建特定的文件夹，选中的文件会被复制到那。一个包含简短说明的文本会被创建和复制到那里。最后，新元件的实体会添加到库文件中。如果你打开‘Select Library Element’ 对话框，你会在里面发现新元件。 CST DESIGN STUDIO™ 2006 – Getting Started & Tutorials 75 标准模块标准模块是测试模块类型。标准文件格式是简单的ASCII格式的，有一个头行，和一些数据行。端口数由带后缀‘.s*p’的文件中的‘*’表示。头行总是以 ‘#’开始。对于S参数，它包含有数据的单位，标志符 ‘s’ 表示S参数， (‘ri’ for 实部/虚部, ‘ma’ for幅值/相位, or ‘db’ for 以 dB表示的幅值/phase) 和参考阻抗，例如 ‘# GHz s ri r 50’. 数据行是头行声明的数据，它们必须符合特定的格式。如果你导入标准文件时失败了，那应该检查看是否格式问题。从在线帮助获得更多信息。标准模块从这样的文件中导入数据。现存的模块必须替换成另一个文件才能被修改。因此，在它的属性对话框中点击‘General’ 页的 Browse按钮。标准模块属性框包含有‘Renormalization’ 页，我们会在第五章讲它。它可以让你忽略在头行中声明的不变得参考阻抗。这是有用的，因为在一些仿真中导出的标准文件包含的是参考阻抗变化的S参数。然而，由于格式的要求，还要在头行声明一个固定的参考阻抗。忽略此参考阻抗，把端口和波导模式阻抗连系起来才能产生正确的结果。 76 CST DESIGN STUDIO™ 2006 – Getting Started & Tutorials 电路模块 CST DESIGN STUDIO™ 中，电路模块的标准模块相差不大。但是下面会提到一些特性。最引人兴趣的应该是半导体模块的使用了。电路模块的使用电路模块在模块选择平面的‘Circuit Basic’, ‘Circuit Semiconductor’ 和 ‘Circuit Rf’ 中。可以通过拖拉添加到你的设计中，这和其它模块是一样的。电路模块和标准模块最大的区别是它们没有有效的结果，例如，在执行S参数仿真任务时，不会计算他们的S参数，因此，在导航树中不会有它们的结果项。 ‘Circuit Rf’ 有另一个特性。它们中的一些不代表物理结构，表示不连续效应。和他们相连的模块的一些物理属性，例如带的宽度，没被考虑。因此，要得到一个有效的模型，你必须合适的连接它们。因此，这些接口模块的针脚必须分别连到微带或带线。例如，下面这个模型时无效地，应为阶梯不连续性没有定义宽度。插入两段微带线，如下连接获得有效模型。可以把长度设的非常短 (e.g. 10-20 ⎣min, ⎣min 是最小波长) 以避免附加段带来的影响。注意，在不连续性和线之间不能加探针，如果你这么做了，会报错。注意：除了以上几个方面，你可以像使用标准模块一样使用电路模块。Y当然，你可以任意谅解两种类型，这将提供电路/EM 共同仿真的各种可能性。 CST DESIGN STUDIO™ 2006 – Getting Started & Tutorials 77 使用半导体库 CST DESIGN STUDIO™ 有许多半导体模型供电路分析。可以选择二极管，双极型晶体管， MOSFETs, JFETs, MESFETs, 等等，也可以添加自己的. SPICE4 模型。要在电路仿真中使用半导体器件，在模块选择平面选择 ‘Circuit Semiconductor’，并拖拉你想要的器件即可。 ‘Select Semiconductor Model’ 出现了：在对话框中，可以在‘Vendor’ 项选择卖方，选择卖方后，对话框中间会显示这个卖方的所有模型和器件。选择一个模型后，会在底端有描述。如果模型列表是空的，则这个卖方不提供此种器件。但是，你可以添加自己的器件。 78 CST DESIGN STUDIO™ 2006 – Getting Started & Tutorials 模型的名字显示在模型的旁边。选择Edit ⌦Properties 打开属性对话框，或在文中目录中选择 Properties 。属性框中，模块的名字，频率范围，真实的产品名称以及生产商都会显示。如果按下 Browse b钮，会打开 ‘Select Semiconductor Model’ 对话框，也可以在那里选择现在的模型。通过此方法，可以方便地更换模型，以比较它们的不同。使用用户自定义的半导体器件用户自定义模型的使用和已有模型的使用差不多。把半导体拖到设计视图中，‘Select Semiconductor Model’对话框中选择‘User-Defined’ 作为生产商。 CST DESIGN STUDIO™ 2006 – Getting Started & Tutorials 79 在左下角有两个按钮：: Import 和 Delete 。 Import 一直是激活的，只有在选择的是用户自定义模型时 Delete 按钮才被激活。删除一个模型：选中他，按下 Delete 并确认删除请求。点击 Import 按钮，打开 ‘Import Spice Model Files’ 对话框，如下所示： 80 CST DESIGN STUDIO™ 2006 – Getting Started & Tut 半导体的类型可以在 ‘Model Type’ 的下拉单中选择。它的类型最初是你拖到设计视图中的类型，但是可以根据你导入的模型改变。当你把鼠标指向一个元件时会给出它的简单描述。必须在 ‘Model Name’ 给出新模型的名字。这个名字会显示在 ‘Select Semiconductor Model’ 对话框。在‘Spice Model File’中，必须说明SPICE 模型文件的位置。或者，也可以通过浏览来设置，点击右边的Browse按钮即可。选中文件后， OK 键变为可用。这是一个N沟道 MOSFET 管的SPICE 模型文件： * This is a comment prefaced by a star .MODEL "IRF150" NMOS (Level=3 Gamma=0 Delta=0 Eta=0 + Theta=0 Kappa=0 Vmax=0 Xj=0 Tox=100n + Uo=600 Phi=.6 Rs=1.624m Kp=20.53u + W=0.3 L=2u Vto=2.831 Rd=1.031m + Rds=44.4K Cbd=3.229n Pb=0.8 Mj=0.5 + Fc=0.5 Cgso=9.027n Cgdo=1.679n Rg=13.89 + IS=194E-18 ) 可以在 ‘Description’ 添加更多信息。这个信息也会显示在‘Select Semiconductor Model’ 的对话框中。按下 OK 导入模型文件。注意：没进行 SPICE 语法检查。因为SPICE方言的多样性，可能会导入CST DESIGN STUDIO™无法识别的文件。 CST DESIGN STUDIO™ 2006 – Getting Started & Tutorials 81 Sonnet em Blocks 有俩个不同的Sonnet EM 文件模块，他们和 CST MICROWAVE STUDIO 模块类似。. Sonnet em File Block 这种类型的模块指的是 Sonnet em®项目。它的用途和CST MICROWAVE STUDIO文件模块类似。从模块选择平面的‘Miscellaneous’ 部分把它拖到设计试图后，就打开了‘Import Sonnet em File’ 对话框。后缀 ‘.son’ 在时选中文件，可以用左下脚的两个框做更多的设置。 ‘Store Relative Path’:在 CST DESIGN STUDIO™ 项目没保存时，这是不可用的。具体看 CST MICROWAVE STUDIO模块以了解更多细节。 ‘Consider de-embedded response data’: 仿真时Sonnet em® 两种不同的数据。一种是在后处理之后，即所谓的‘de-embedding’.这一步消除为Sonnet em®定义的端口的影响。你可以选择在此之前或之后获取数据。一般。我们推荐此步之后。请查看CST MICROWAVE STUDIO文件模块获取更多信息。如果你安装了Sonnet em®，你可以在 CST DESIGN STUDIO™ 中打开它，在模块的属性对话框的‘General’页按下Edit 即可。 Sonnet em Block 你可以用Sonnet em模块来参数化控制Sonnet em®项目。在模块选择平面的 ‘Miscellaneous’部分把它拖到相应的地方即可。这时，会打开‘Import Sonnet em file’ 对话框。 82 CST DESIGN STUDIO™ 2006 – Getting Started & Tutorials Sonnet em 模块的使用几乎和CST MICROWAVE STUDIO 模块的使用一样，具体细节请查看以前的说明。特殊模块属性有一些模块，你可以个性化设置模块的属性。以下部分会介绍这些性质。修改模块的版图在Quick Tour’中提到，一些模块的端口设置不是固定的。你可以用鼠标在属性对话框的 ‘Layout’ 页修改端口的配置。按下鼠标选中你想要移动的端口，把它拖动到你想方的地方。有效的位置会以虚线显示。松开鼠标，端口就放到了那里。离开前要按下OK 按钮，或者在修改后按下Apply 键。模块的内嵌有时候，考虑模块的相反地物理属性是有用的。这叫做 ‘de-embedding’ 。 CST DESIGN STUDIO™中。此属性主要用来消除模型的部分影响？？？？, this feature is mainly used to remove the influence of parts of a model that a simulated block implements.想象一下，为了给所用的数值计算方法添加合适的激励，你需要对仿真的模型添加一些附加的互联。因为这些附加的互联不应该在CST DESIGN STUDIO™模型中添加，你要移除它们。 CST DESIGN STUDIO™ 2006 – Getting Started & Tutorials 83 解决方法是在你的仿真设计中为附加的互联创建模型并把它以仿真过的模块导入到CST DESIGN STUDIO™ 。在属性框的‘Solver’页激活 ‘Deembed block’ 。设计视图中，模块图标左上方环绕者符号表明这是一个 deembedding model。作为例子，我们假设在CST MICROWAVE STUDIO®建了下面的天线阵。两个分离的多口作为激励。方针后，结果导入到CST DESIGN STUDIO™ 。 84 CST DESIGN STUDIO™ 2006 – Getting Started & Tutorials 现在我们想把CST MICROWAVE STUDIO 模块和微波网络连接起来。然而，离散的端口有不连续性，我们要把这种影响消掉。在CST MICROWAVE STUDIO®创建一个简单的离散微带传输模型，并把它导入到CST MICROWAVE STUDIO 。勾上 ‘Deembed block’ 属性并复制模块。最后，如下连接两个传输模块。：内部端口既是要相互连接的离散端口。为模块选择求解器标准模块对于一些标准模块，多个求解器是可用的。在属性对话框的 ‘Solver’页你可在 ‘Implemented standard model’ 和‘3D calculation by CST MICROWAVE STUDIO’之间选择。而且，还有一个选项, ‘Use another solver in case of failure’. CST DESIGN STUDIO™ 2006 – Getting Started & Tutorials 85 一般来说，标准模块代表分析模块。因为这样的模块可以忽略电磁场的耦合，数值计算可获得更真实的结果。只有在某些参数范围内分析模型才是有效的。如果参数超出了范围，结果可能非常不准确。然而，数值仿真常常可以在分析模型的有效范围外获得准确结果。并且，可选的求解器提供了证明标准模型的结果的可能。你可以决定，例如，电磁耦合，是否可以忽略。如果你选择 ‘Implemented standard model’，但是分析模型在设置的参数中无效，以下两种方法供选择：放弃计算结果自动使用可选的求解器使用后者的话，勾上 ‘Use another solver in case of failure’ 检查框。 CST MICROWAVE STUDIO Block 对于 CST MICROWAVE STUDIO 模块，求解器模型可以在 CST DESIGN STUDIO™ 中选择。因此，检查这个模型的‘Block Property’对话框的‘Solver’ 页：那里有一个选择框，和求解器和网格设置有关。默认的是从项目的最后一次执行中得到的。使用插值对于库模块和CST MICROWAVE STUDIO 模块可以使用插值。两种模块都提供存储结果的缓冲器。. 86 CST DESIGN STUDIO™ 2006 – Getting Started & Tutorials 新设置的参数的结果可以通过插值计算。插值是默认使用的。对给定的参数不是直接计算结果，而是在已知的结果中插入等分的采样点，从而计算其结果。此方法的优点是可以使用以前的计算结果，并可快速得到结果。合理地设置插值是很重要的。你可在模块属性对话框的 ‘Solver’ 页设置其参数。可在‘Use interpolation’框选择使用或不实用插值。在主目录中选择 Components ⌦Enable interpolation 则可以在所有的模块中都使用或不使用插值。在 ‘Solver’ 页点击 Details 按钮获取更多信息。另一个包含六列的对话框会出现： CST DESIGN STUDIO™ 2006 – Getting Started & Tutorials 87 第一和第二列 ‘Min’ 和 ‘Max’ 是模块参数的最高和最低值。它们是不可编辑的。如果是空的，则次参数的值范围是不受限的。 ‘Interpolation Data Min’ 和‘Interpolation Data Max’列定义了参数的插值范围。Samples’ 列是此范围中采样点的数目。按下 OK, 就会计算出这些采样点之间的数据。使用微分端口计算的S参数可能有不止一个地：它们可能是微分的。让我们看看下面的带状线结构，了解一下这是什么意思。 88 CST DESIGN STUDIO™ 2006 – Getting Started & Tutorials 图象显示了两个互相耦合的带状线。定义了两个离散的端口，它们分别在输入输出端。如下图所示，这两个离散的端口的地是不一样的：端口No. 1指向的是地平面，端口 No. 2 值得是中间的线。在电路仿真时，用一个针脚代表一个端口不再有效了。把带状线和其它器件相连时两个端口的参考指针都要考虑。对于仿真和测量模块，CST DESIGN STUDIO™ 提供在单针脚和岁双针脚间转换的可能性。看一下此模块的‘Solver’ 页。在 ‘Deembed block’ 边是 ‘Use differential ports’项。选上他，按下 Apply就会添加参考针脚，如下所示。你也可以勾去此选项。对外部端口也有‘Differential’ 性质要考虑。到现在，我们已经处理了和公共地相连的端口的 S参数的仿真。考虑一个带有微分输入的混频器。这种情况下，我们需要给外部端口设一个参考针脚。在它的属性对话框的‘General’ 页的‘General s部分选择‘Differential’ 项。 CST DESIGN STUDIO™ 2006 – Getting Started & Tutorials 89 Press the Apply or the OK button to confirm the modification. The result is shown below where the reference pin is added at the end of the red line. The port itself can be connected as usual. 按下 Apply 或 OK 按钮确定修改。结果显示如下，在红线的末端添加了参考针脚。端口可以像以前一样连接。第四章仿真任务正如我们在‘Quick Tour’里所描述的一样，CST DESIGN STUDIOTM 提供了几种仿真任务，它们都是可以用户化的，即用户在更新结果时可以根据情况决定这些任务是否被执行。每一任务都需要特定的输入，并且与定义好的一组结果相对应。应该注意的是，并非每一个任务都能与每一个模型相兼容，有时候一些特殊的组件是很必需的，例如，没有外部端口，一个 S 参数的仿真任务就不能进行。在‘Quick Tour’一章里我们已经详细介绍过，一个新任务的添加可以通过如下方式：在 Simulation 菜单中选择 New Task 项，这时， ‘Select Simulation Task’ 对话框会弹出，这时你可以选择任务的类型，根据你选择的不同，另外一个对话框会弹出，你可以进行具体的设置。 S 参数仿真任务这一任务设置了一个 S 参数的仿真。所以，用户要定义一个频率区间和频率变化的步长。具体的‘S-parameter simulation task’对话框如下图所示：标记’Frequency Limits’定义了用户模型所要描述的频率区间，对于一个没有频率限制的模型，’Lower limit and Upper limit’应设为’None’，如上图中所示。 ‘Units’一栏可以用来改变频率的单位，’Lower limit’,’Upper limit’,’Fmin’ 和’Fmax’都会被这一设置影响。在‘APLAC‘一栏里用户可以选择不同的版本来进行电路仿真（如果二者都是可用的情况下）。 ‘S-Parameter Settings’一栏包括对频率范围的所有设置项：选择‘Maximum frequency range’项设定仿真间隔，这一选项只有在频率是有限定区间的情况下才是有效的，当然，你也可以通过’Fmin’和’Fmax’项来编辑一个频率区间。注意频率间隔必须是最大频率区间的一个子区间（对于限定频率区间的模型来说）。最后，用户还要输入一个频率的采样点数来设定’Number of frequency steps’。 S 参数的计算是与用户模型的外部端口相关联的，因此，用户模型中至少要包含一个外部端口。 S 参数仿真任务成功执行之后，计算结果可以通过导行树中的’S-Parameters’ item’ 项进行查看。S 参数是与设计本身紧密相关的（也可以说，设计本身就是 S 参数的容器），这就是为什么这一项是‘Design’文件夹的一个子项的原因。同时，一个‘Impedance’项被创建，通过它用户可以查看计算 S 参数所用的参考阻抗。也可以计算一些模块的 S 参数，S 参数的查看以及相关联的阻抗的查看也可以通过导行树进行。注意，对于电路元件来说，一般是没有结果的。 S 参数仿真任务还提供了另外一个特点：给定一个激发，用户可以计算一个 CST MICROWAVE STUDIO 模块的远区场。要进行这一天线特性的设定，可以参考本手册的天线部分。交流仿真任务这一任务是一个通用目的的电路仿真任务，它的执行并不需要定义外部端口，但是模型中至少要有一个交流源。如果用户模型中包含外部端口，它们会被对地的电阻所代替，在计算过程中，其大小与设定的端口阻抗是相等的。要定义这样一个任务，在’Select Simulation Task’对话框中选择’AC’项，这时’AC simulation Task’对话框就会弹出，用户就可以进行具体的设置。这一对话框与’S-Parameter Simulation Task’对话框十分相似，这主要是因为一个交流仿真任务需要设置的选择项和 S 参数仿真大多数是相同的，它同样需要一个扫频，所以设置一个频率区间及采样点个数都是必须的。对于一个模型，它的有效的频率区间的定义是通过对话框上部’AC Settings’ 框区来设定的，’Units’框区可以用来转换频率的单位，’APLAC’也是用来选择仿真器的版本。选择’Fmin’和’Fmax’的值设定一个频率范围，如果用户对’Lower limit and Upper limit’项进行了设定，也可以选中’Maximum frequency range’项使工作的频率范围就是有效的最大区间，最后，设定频率采样点数。一个交流仿真任务会产生电压和电流的仿真结果，它们是所有源工作频率的函数，这些结果可以通过导行树进行查看。交流仿真任务同样可以提供天线特性的分析，具体可以参考本手册的天线部分。注意，模型包含的源的激发将被考虑进去。工作点（直流）仿真任务这一任务是一个通用目的的电路仿真任务。用户不需要定义外部端口，和交流类似，在执行过程中，外部端口反而会被对地的一个电阻所取代，阻值的大小就是设定的端口阻抗。这一任务仅仅进行一个直流仿真，对于模型中的所有 Probe（可理解为电极），其电压和电流值都将被保存。在任务成功执行后，它们可以通过导行树进行查看。这些结果属于 Probes（即 Probes 是这些结果的容器），所以它们的项都是 Probes 文件夹的子项。进行此类任务仿真，并不需要详细的设置，所有没有在选择’Operating Point(DC)’后并没有具体的对话框弹出。注意，电极的加入要在任务的执行前进行，否则将得不到结果。另外，直流源也要被定义，否则所有响应都将是 0。天线插件如果你的模型中包含一个天线部件，CST DESIGN STUDIOTM 也为你提供了计算天线远区场的方法。它的实现可以看成是 S 参数仿真和交流仿真的一个附加功能。 ‘S-Parameters Simulation Task’或者’AC Simulation Task’对话框中的’Antenna’ 页包含三个框区：除了’Frequency Limits’和’Units’之外，还有一个’Simulation’框区，可以用来进行计算天线远场的所有设置。为了能够计算远区场，应当选中’Calculate farfield’项，如果没有一个包含远场计算的模块存在，就不必选择。现在，在’Antenna’下拉框中选中需要计算的模块，该模块代表着一人天线模型，它会受到与之相联的网络（馈线）的激发而辐射，在对话框的右下角将会出现一个该模块 3D 模型的图像。对一个 S 参数仿真任务来说，用户必须为天线定义一个激励，因此，单击 Define Excitation 按扭，弹出的’Define Excitations’对话框包含了三列内容，分别是’Port’、’Amplitude’和’Phase/Degree’。这里，用户可以为每个端口设置一个激励（通过定义幅度和相位），注意，至少要有一个激励的幅度应是非负的。对于一个交流仿真任务来说，以上设置是不需要的，这是因为模型中的交流信号源已经定义了天线的激励，所以’AC Siulation Task’对话框就缺省了 Define Excitation 按扭。在这类任务的执行过程中，该 CST MICROWAVE STUDIO 工程文件中所有远场监控器对应的远场都要被计算，计算结果都保存在其中，要想查看它们，可以通过导行树中的’Farfields’文件夹进行，该文件夹中的每一项都可以得到一个远区场函数图。谱线仿真任务该任务是除了交流仿真任务和直流仿真任务之外的第三个通用目的的电路仿真任务，它们的工作方式也是相似的。用户必须在模型中引入信号源，同时还要定义电极点来记录结果，在任务执行过程中，所有外部端口也将会被对地电阻取代。用户可通过一个 Harmonic Balance(HB) analysis（谐波平衡分析）来计算谱线分布。这里对此方法进行一些简单的介绍，这种分析方法用来处理一个动态系统的稳态情况，能够计算出一个给定频率正弦函数的各级傅立叶系数。一般地，一个 HP 分析会包含多个独立的激励频率，如果个数为 n，我们就称该分析为 n 调分析。在仿真分析中，用户考虑的频率应当是这些基频的混频成份，可以高达多个谐频，并且考虑的谐频越多，计算结果就越准确。计算混频有不同的方案，在 CST DESIGN STUDIOTM 中，有’Box’和’Diamond’ 两种方案可供选择。独立于你选择的方案，从基频计算混频的方法如下：考虑 n 个基频 f1,f2,f3,...fn，并且 fi<fi+1，每一个基频都对应一列有最大限制的谐波 m1,m2,m3,…mn，那么我们可以得到如下混频： f=|i1f1+i2f2+i3f3+…+infn|,这里 ii<=mi。例如，有两个基频，f1=100MHz,f2=110MHz,则右图所示的混频对 i1=1,i2=2, 所以，混频的计算式就为 f=1*f1+2*f2=320MHz。 ‘Box’和’Diamond’两种方案的不同之处仅在于实际计算过程中考虑了哪些频率成份。对于’Box’方案，上述公式中的所有频率成份都将被考虑。当 n=2,m1=3,m2=2 时，考虑的混频成份如下图所示：其中的一些混频成份会与其它的频率相同，对那些用白色表示的频率，通常会有一个用黑色表示的频率与之对应相等，另外，一些用黑色表示的频率也可能会是相等的。 ‘Diamond’方案不同于’Box’方案，它有如下条件限制： m1=mmax 并且|i1|+|i2|+|i3|+…+|in|<=mmax 当 n=2,mmax=3 时，我们可以得到如下图所示的混频成份，同样的，白色表示的频率通常会与某一黑色表示的频率对应相等。当用户从 ’Select Simulation Task’ 对话框中选择了谱线仿真任务后，在’Spectral Lines Simulation Task’对话框中就可以明确所有的基频以及要用到的混频成份。该对话框包括’Frequency Limits’,’Units’和’APLAC’三个框区，这些在 S 参数仿真和交流参数仿真任务中已经涉及过了。除了它们，还有一个’Harmonic Balance Settings’框区，这里可以为谐波分析进行具体的设置。在表格的第一列输入基频，第二列对应于该频率的最大谐波数，这里请注意，谐波参数的个人设置只有对‘Box’方案才是有效的。对于’Diamond’方案，最大谐波数可以从‘Harmoics’选择框中选择。最初，‘Diamond’方案是默认应用的，要想激活‘Box’方案，应当在该框区的下端禁闭’Diamond scheme’选择项。信号源应当与基频建立起联系，注意只有电压信号源才能用于谐波平衡分析。下面来通过模块特性对话框中的‘Parameters’页面检查一下电压源的特性与谐波平衡分析相关的有四个特性参数：‘Maximum Number Of Harmonics’， ‘ HBFreqCoffs[l]’ （ l=1,2.3 ） ,’HBAmplitude’ 和 ’ HBPhase’ 。 ‘HBAmplitude’和’HBPhase’激励信号的幅度和相位。 ‘Maximum Number Of Harmoics’和’HBFreqCoeffs[l]’决定信号的频率，设定基频数 n,‘HBFreqCoeffs[l]’的输入项就会随’Maximum Number Of Harmonics’值的不同而改变。这些输入项代表用来计算信号频率的系数，计算公式如下：放大器仿真任务该任务提供了分析一个放大器的所有变量设置，既可以进行线行分析，又可以进行非线性分析，这依赖于用户的需要。放大器的输入和输出都是用外部端口来表明的，所以，要定义一个这样的任务，用户模型中必须包括至少两个端口。一个放大器仿真任务的设置是十分直观的，因为‘ＡｍｐｌｉｆｉｅｒＳｉｍｕｌａｔｉｏｎＴａｓｋ＇对话框中的所有参数与放大器件都有着很强的对应关系。除了‘ＦｒｅｑｕｅｎｃｙＬｉｍｉｔｓ＇，‘Ｕｎｉｔｓ＇和’ＡＰＬＡＣ＇三个框区之外，还有另外三个框区：在‘ＧｅｎｅｒａｌＳｅｔｔｉｎｇｓ＇框区中，用户必须明确两个不同的端口作为器件的输入和输出，可以从包含模型中所有外部端口的选择框中选择它们，那么在任务执行时其它的端口将会被一个对地电阻所代替。在‘ＳｉｍｕｌａｔｉｏｎＳｅｔｔｉｎｇｓ＇框区，用户可以定义放大器的所有基本特性：源功率，源电阻，源频率和负载电阻。另外，用户可以在‘Ｓｗｅｅｐ＇框区中明确基本的仿真类型，可以选择仿真一个单一频率和一个单一的源功率，也可以选择对它们其中的任一个进行扫描。如果选择了一个扫描任务，那么’Ｆｍｉｎ＇，‘Ｆｍａｘ＇，’Ｓｔｅｐｓ＇或者是‘Ｐｍｉｎ＇，’Ｐｍａｘ＇和‘Ｓｔｅｐｓ＇就会变成可编辑形式，通过它们可以定义扫描的范围和采样点数。在‘ＲｅｓｕｌｔＳｅｔｔｉｎｇｓ＇框区中，用户可以选择哪些结果将在执行过程中被计算。混频器仿真任务该任务提供了进行一个混频器分析的所有变量设置。混频器提供一个本振，用来将输入的中频信号转化成频率较高的射频信号，或者相反。根据转化的方向可以将混频器分为下变频器和下变频器。使用混频器仿真任务和使用放大器仿真任务十分相似。然而，一些附加的设置是必须的，因为混频器一般有三个输入。注意需要定义三个外部端口，分别对应于三个混频器端口。 ‘ＭｉｘｅｒＳｉｍｕｌａｔｉｏｎＴａｓｋ＇对话框和‘ＡｍｐｌｉｆｅｒＳｉｍｕｌａｔｉｏｎＴａｓｋ＇对话框十分的相似。第五章与 CST MICROWAVE STUDIO 的集成本章进一步详细地介绍了 CST DESIGN STUDIO 和 CST MICROWAVE STUDIO 之间的集成。这里阐述的一些特点在介绍 CST MICROWAVE STUDIO 模块时我们已经接触过了，为了更好地理解二者集成带来的可能，我们首先建立一个示例来说明本章的主要特色。示例介绍该示例模型如下图所示，一个双馈电贴片天线的阻抗大约 100 欧左右，它与两个阻抗变换器相连。我们假定有一个未定义参数的天线，它的辐射频率如下： f1=7GHz 对应于端口１激励 f2=7.5GHz 对应于端口２激励。两个阻抗变换器都有两个微带阶梯不连续节，它们之间有长为 l 宽为 w 的微带线相连接：为了区分变换器１和２的宽度，我们定义它们的宽度分别为 w1 和 w2。其它的线宽由天线的端口阻抗（约 100 欧），另一端口阻抗 50 欧决定。我们的设计目标代表了一个典型的匹配问题，可以表达如下：在天线的工作频率下，确定 l1,l2,w1,w2 的值以在变换器的输入端口获得最小的反射。为了简化任务，我们选取 l1=l2=7mm 以减少变量，因此，还有 w1 和 w2 两个变量，我们可以对其进行优化以达到目标。 CST MICROWAVE STUDIO Models 首先，我们必须建立 CST MICROWAVE STUDIO 模型，以便在 CST DESIGN STUDIO 工程中使用。如果你对 CST MICROWAVE STUDIO 还不熟悉，应当首先阅读 CST MICROWAVE STUDIO 手册。对于天线和变换器模型，介质基片有共同的参数值：天线下图表示的是一个贴片天线，尺寸为 12.6mm×13.6mm。该贴片额外加了一个高度 hadd=0.5mm，贴片和基板之间的空间也用基板材料进行了填充。所以，天线贴片下的基板高度就为 hpatch=1.294mm. 馈电微带线的宽度为 0.7mm,它们都位于原始的基板上，末端在天线贴片之下，天线贴的边缘距离馈线的末端（如下图所示）为 ladd=4mm。频率范围设为[5GHz 10GHz]，Ｓ参数Ｓ１１和Ｓ２２在天线的辐射频率点上显示为最小值。最后，在７ＧＨｚ和７．５ＧＨｚ处定义两个远场监控器，来进行最终的天线计算。变换器尽管 CST DESIGN STUDIO 提供了一个微带线阶梯不连续的分析模型，仍要用一个 CST MICROWAVE STUDIO 变换器模型来表示对 CST MICROWAVE STUDIO 工程的参数控制。这里为变换器定义了两个参数，长度 l 和宽度 w,输入和输出微带线的宽度由它们的阻抗 50 欧和 100 欧决定，结合上面定义的介质基片，我们可以得到它们的值分别为 0.7 和 2.4mm。定义初值 l=7mm,w=1mm，那么变换器就如下图所示：注意这里也用到了去除处理，由端口线长引入的相移不用考虑，要关心的是不连续性带来的影响和变换器的年度。 CST DESIGN STUDIO 建模我们所举例子的 CST DESIGN STUDIO 模型包括三个模块：一个 CST MICROWAVE STUDIO 文件模块表示天线，因为它是一个固定的模型，没有任何参数。两个 CST MICROWAVE STUDIO 模块用来创建两个独立的变换器模型，它们都提供参数 w,我们可以用来优化每一个变换器。把这些模块添加到工程中，如下图所示把它们连接起来，并且，插入两个外部端口与 50 欧端口相连。现在，需要定义一些参数，这些参数将被用来优化天线和外部端口之间的匹配，使用‘ＱｕｉｃｋＴｏｕｒ＇所讲的参数列表控制器，创建参数 width1=1.0,width2=1.0。一旦一个 CST MICROWAVE STUDIO 模型被选中，它的参数就会在参数列表控制器中显示出来。变换器模块列出了两个参数 w=1mm,l=7mm。它们的初值是被相关的 CST MICROWAVE STUDIO 工程设定的。修改如下：变换器１：w=width1 变换器２：w=width2 这些修改也可以通过‘Ｂｌｏｃｋａｒａｍｅｔｅｒｓ’页进行。Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ’对话框中的‘Ｐ由于端口阻抗是用数值方法计算的，它们的值与用于３Ｄ模型的网格划分是有关的，所以，变换器和天线的端口阻抗可能会有细小的差别，尽管这些端口区域是完全相同的。如果忽略这些不同，那么端口间的失配就不会引起任何反射。这一选项可以通过‘ＢｌｏｃｋＰｒｏｐｅｒｔｉｅｓ’对话框中的‘Ｒｅｎｏｒｍａｌｉｚａｔｉｏｎ’页面进行设置。默认地，低于 15％的差异将会被忽略。这一默认设置对我们示例是有用的。我们也可以选择‘Ｎｅｖｅｒｒｅｎｏｒｍａｌｉｚｅ’，因为我们确定所有的失配都仅是由不同的离散化引起的。通过内插，CST DESIGN STUDIO 能够为一个 CST MICROWAVE STUDIO 模块计算结果。为了利用这一特点，选中Ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ中的ＥｎａｂｌｅＩｎｔｅｒｐｏｌａｔｉｏｎ，保证内插没有关闭。另外，对于不同的模块需要选择正确的内插设置。切换到‘ＢｌｏｃｋＰｒｏｐｅｒｔｉｅｓ’对话框中的‘Ｓｏｌｖｅｒ’页面，确认‘Ｕｓｅｉｎｔｅｒｐｏｌａｔｉｏｎ’选项是选中的。点击 Details 按扭，为模块参数设定合适的内插范围。‘ＩｎｔｅｒｐｏｌａｔｉｏｎＤｅｔａｉｌｓ’对话框显示了一列模块参数：它们的有效区间（如果受限的话），内插区间以及内插的采样点数。因为在优化过程中只有 w 一个参数会被修改，保持 l 的值不变。对于 w,选择一个较大的内插范围：1<=w<=2，采样点数为５不变。将这一修改应用到两个变换器模块，在对话框底部选择‘Assign values to all blocks of this type in project’。点击ＯＫ确认设置，则内插设置会应用于两个变换器模块。对同一类型的模块设置相同的内插方式是有用的，因为它们会共享一个高速缓存，在‘ＱｕｉｃｋＴｏｕｒ‘中已经介绍过，高速缓存中保存了计算好的Ｓ参数，模块可以直接从中读取数据而不用重新进行一次运算。共用一片缓存的模块可以由 CST MICROWAVE STUDIO 工程文件建立的一个唯一的密钥来识别，当对一个模块进行了结构上和物理尺寸上的修改之后，一个新的高速缓存输入将会被建立，修改之前的旧的计算结果将不可获取。这两个变换器共享一个高速缓存器是由于它们得自于同一个 CST MICROWAVE STUDIO 工程，因此，对不同的参数设置，计算第一个模块得到的所有结果，另外一个模块也可以读取，反之亦然。因为参数 l 将不再会被做任何修改，如果 w 的值不超出内插范围的话，最多会有５个３Ｄ计算会被运行。为了获得一个初始的Ｓ参数结果，需要定义一个Ｓ参数仿真任务。从主菜单中选择 Simulation----New Task，打开‘Select Simulation Task’对话框，同时选中‘S-Parameters’，就会弹出’S-Parameters Simulation Task’对话框。由于 CST MICROWAVE STUDIO 工程的频率范围已经明确，所有模块的有效频率范围也就受限了。因此，在 ’S-Parameter Settings’ 框区中选择 ’Maximum frequency range’，保持所有默认的设置，点击ＯＫ把仿真任务添加到工程中。从主菜单中选择 Simulation---Update 来更新结果。两个变换器模块的参数值是相的，所以，只进行一个３Ｄ运算对它们两个来说就足够了，另一个可以从高速缓存中读取结果。现在查看Ｓ参数仿真结果，从导行树中选中相关的项：很明显，这个初始结果还是相当不错的。相对较低的反射表明了较好的匹配。当然，我们会通过优化尽量去获取更好的结果。优化优化工具在‘ＱｕｉｃｋＴｏｕｒ’一章中已经详细地介绍过了，下面的描述主要着眼于示例中参数和目标的设定。从主菜单中选择 Simulation----Optimize,打开’Optimizer’对话框。初始状态下，’Parameters’页面是活动的，这里可以选择将要参预优化的参数，此外，用户还可以为每个参数设定一个范围以及相关的采样点数。全局参数 width1 和 width2 被赋予变换器模块的宽度参数，内插范围 1<=w<=2 及５个采样点被设定，即，３Ｄ运算只会在 w=1,w=1.25,w=1.5,w=1.75 和 w=2 这五个采样点进行。一旦设置了 width1 和 width2 的范围之后，确保内插采样点就是优化采样点是有用的，实现这一要求的最简单的方法就是选择 1<=width1,width2<=2 以及５个采样点。注意：明确三个采样点同样会满足这一要求，因为计算会在 width1=1,width1=1.5,width2=2 进行，９个采样同样会满足这一要求；与模块内插相比，三个采样点会提供一个较粗的采样，９个采样点会提供一个更细化的采样，但是，由于对模块的内插和优化采用了完全相同的内插方案，选择一个更细化的优化采样并没有任何优势。建立目标是十分直观的，S11 和 S22 的最小值已经位于正确的位置，为了获得更小的值，定义如下的目标： Minimize S11 for f=7000MHz and Minimize S22 for f=7500MHz. 下面的对话框显示了对 S11 目标的定义，第二个目标的定义与此十分的相似，仅是’Data’项的选择和明确的频率不同而已。 ‘Ｇｏａｌｓ’页面示出了一列目标，包括先前定义的。现在优化的建立已经完成了，点击 Start 按扭开始优化。因为 width1=1,width=1 的结果已经是可得的，对于其它的采样点，在优化的过程中，仅运行 4 个３Ｄ仿真。‘Ｉｎｆｏ’页面显示了目标值和优化参数的信息，在优化完成之后，其图如下：初值与最优目标值之间的不同表明，优化是成功的，下图表明，在需要的频率上 S11 和 S22 都可以改进。天线计算下面应用优化的最佳参数值进行最终的天线计算。因此，为已有的Ｓ参数仿真任务打开’S-Parameters Simulation Task’对话框，切换到‘Antenna’页面，这里可以进行所有有关远场计算的设置。默认地，天线计算功能是禁闭的，选中’Calculate farfield’项来打开它。此外，描述天线的模块需要在’Antenna’选择框中被选中，选择模块名，确保正确的预览图像出现在附近。如上所述，对于该天线 CST MICROWAVE STUDIO 工程，在 7GHz 和 7.5GHz 处的两个监控器是明确的。由于该任务的频率范围已经足够大，这两个频点的远场结果都将被计算。因为还没有为天线计算定义任何激励，需要为外部端口进行复振幅赋值，点击 Define Excitation 按扭来打开’Define Excitations’对话框。 • 在这种情况下，只需为端口１设置一个激励就可以了，当然一个同时的激励也可以进行。完成激励的定义以及对仿真任务的修改之后，就可以更新结果了。下面的输出将会被写入信息窗口：注意：由于变换器的结果是直接从高速缓存中读取的，并且天线的结果也是可获取的，这里并没有进行３Ｄ仿真。在仿真任务成功结束之前，由源激励的天线远场就会被计算出来。现在，远场的计算结果从天线模块的 CST MICROWAVE STUDIO 工程中是可以获得的，用户可以选中该模块，从文本菜单中选择 Edit 来打开该工程，从而访问这些结果。导航树的’Farfields’文件夹包括了附加的’[Ext]’项，它们包含了由所加激励引起的远场结果。例如，选择’farfield(f=7)[Ext]’就可以显示用 dBi 表示的幅度方向图：第六章寻求更多的信息第七章仔细地读完该手册之后，用户应该对如何应用 CST DESIGN STUDIO 来解决自己的问题有了一个基本的了解。但是，如果要创建一个设计，可能会引发许多问题，本章我们将向读者总体介绍一下可以获取的文件资源。范例 CST DESIGN ENVIRONMENT 的安装文件包含了一个范例子文件，里面有许多典型的应用范例。通过从菜单条栏选择 Help----Examples Overview 可以快速查看这些范例。这些范例可能会有一些有用的提示，用户可以在自己的设计中直接应用。在线参考文件选择 Help----CST DESIGN STUDIO Help 访问帮助系统页面。在每个对话框都包含了一个 Help 按扭，通过它可以直接打开相关的帮助页面。另外，当某一特定的模式为显式时，Ｆ１键可能会提供一些文本帮助。例如，当一个模块被选中时，按下Ｆ１键，用户可以获得该模块的一些信息。当没有特定的信息可以获取时，按下Ｆ１键，总会弹出一个导行页面，用户可以通过它浏览整个帮助系统。获取技术支持当进行完前面的步骤，完成相关处理之后，用户可以使用宏 Make Archive 来创建一个ＺＩＰ档案文件，它包括了所有相关文件。然后，该ＺＩＰ文件将被发送到技术支持小组。 122 CST DESIGN STUDIO™ 2006 – Getting Started & Tutorials 附录A — 模块基本模块理想相移模块固定的相移和固定的衰减内部端口没有确定的阻抗可变反射模块特殊的反射值内部端口没有确定的阻抗理想吸收模块无任何反射内部端口没有确定的阻抗 3dB 功分模块把一端口的功率分到二和三端口各50％. 内部端口没有确定的阻抗 . 方向耦合器模块 S21=s12=1.0, s41=x*s21, s32=y*s12, s11=s22=s33=s44=0.0. I内部端口没有确定的阻抗 CST DESIGN STUDIO™ 2006 – Getting Started & Tutorials 123 特殊模块 CST DESIGN STUDIO 模块管理子模型请参考 ‘Advanced Topics’ 部分. 克隆模块复制你的模型里的另一模块的特性基本视图模块通过VBA脚本估计 S-参数和阻抗 CST MICROWAVE STUDIO 模块参数化控制 CST MICROWAVE STUDIO®项目参看 ‘Advanced Topics’ 部分. CST MICROWAVE STUDIO 文件模块从 CST MICROWAVE STUDIO®项目导入结果数据参看 ‘Advanced Topics’ 部分. CST MICROWAVE STUDIO 网络列表模块导入从由CST MICROWAVE STUDIO® or CST DESIGN STUDIO™创建的SPICE MOR 网络参量得到的网络列表一般地传输线模块导入CST MICROWAVE STUDIO® 项目中定义的波导的传输特性 Sonnet em (file) 模块导入Sonnet em® 组件获得的结果. 参看 ‘Advanced Topics’ 部分. 124 CST DESIGN STUDIO™ 2006 – Getting Started & Tutorials 标准模块导入测试结果参看 ‘Advanced Topics’ 部分库模块参量化控制仿真的项目，该项目经常用到且一个无法用解析方法处理的参看 ‘Advanced Topics’ 部分传输线模块(白/黄) 传输线参考模块传输线模型的参考模块参看 ‘Advanced Topics’ 部分传输线模块表示一段简单的传输线电相关的传输线模块用电特性表示传输线同轴线模块表示同轴线开路线模块表示一段开路线 CST DESIGN STUDIO™ 2006 – Getting Started & Tutorials 125 短路线模块表示一段段路线并联开路枝节的传输线模块表示一段并联了开路枝节的传输线. 并联短路枝节的传输线模块表示一段并联了短路枝节的传输线. 微带模块(红/黄) 微带参考模块微带模型的参考模块参看 ‘Advanced Topics’ 部分微带线模块表示微带线微带90度转角模块表示90度的转角. 126 CST DESIGN STUDIO™ 2006 – Getting Started & Tutorials 微带最佳斜接的90度转角模块表示微带最佳斜接的90度转角模块任意角弯曲微带模块表示微带转角微带阶梯模块表示微带宽度的不连续. 微带不对称阶梯模块表示不对称的宽度的不连续微带间隙模块表示对称微带间隙微带不对称间隙模块表示不对称间隙p. 微带开路模块表示微带开路端（不包括长度） CST DESIGN STUDIO™ 2006 – Getting Started & Tutorials 127 . 微带T型结模块微带T型结. 微带十字结模块表示微带十字结. 微带线耦合模块（两端口）两个考虑了末端效应的开路耦合微带线微带耦合模块（4端口）两条耦合微带线末端开路耦合微带线表示两条耦合线的末端效应（没有长度）矩形波导模块 (蓝/黄) 矩形波导参考模块矩形波导的参考模块参看 ‘Advanced Topics’ 。 128 CST DESIGN STUDIO™ 2006 – Getting Started & Tutorials 矩形波导模块表示矩形波导矩形波导E面转角模块 (TE10) 表示矩形波导E面90度转角只考虑了基本模矩形波导H面转角模块 (TE10) 表示矩形波导H面90度转角只考虑了基本模矩形波导E面转弯模块 (TE10) 表示矩形波导E面任意角度转角只考虑了基本模矩形波导H面转弯模块 (TE10) 表示矩形波导H面任意角度转角只考虑了基本模矩形波导E面T型结(TE10) 矩形波导E面T型结只考虑了基本模矩形波导面T型结(TE10) 矩形波导EH面T型结只考虑了基本模 CST DESIGN STUDIO™ 2006 – Getting Started & Tutorials 129 举行波导对称模片，厚度有限，垂直E面(TE10) 带有有限厚度的对称模片，垂至于主模的E矢量只考虑了主模矩形波导非对称模块，有限厚度，垂至于E， (TE10) 表示矩形波导非对称模块，有限厚度，垂至于主模的E矢量，只考虑主模矩形波导对称模块，有限厚度，平行于E， (TE10) 表示矩形波导对称模块，有限厚度，平行于主模的E矢量，只考虑主模矩形波导非对称模块，有限厚度，平行于E， (TE10) R表示矩形波导非对称模块，有限厚度，平行于主模的E矢量，只考虑主模 Further Waveguide Blocks C圆波导参考模块(绿/黄) 圆波导参考模块圆波导模块表示圆波导. 130 CST DESIGN STUDIO™ 2006 – Getting Started & Tutorials 空心波导模块 (紫/黄) 表示一般地波导只是TE或TM表明类型，并有截至频率 Circuit Basic Blocks 地电路的共地直流电压源独立的直流电压源电压信号源 AC 仿真或时谐平衡仿真的电压信号源电流源独立电流源，做偏置(DC value)，或信号(AC value) 线性电流控制电流源线性电压控制电流源 CST DESIGN STUDIO™ 2006 – Getting Started & Tutorials 131 线性电流控制电压源线性电压控制电压源电阻理想电阻电感理想电感电容理想电容值无限大的电感电感值无限大，对直流短路，交流开路值无限大的电容电容值无限大，对直流开路，交流短路理想变压器 132 CST DESIGN STUDIO™ 2006 – Getting Started & Tutorials 运算放大器理想运算放大器传输线一段简单的传输线 . 半导体模块二极管 pn结二极管，在半导体模型库选择，或自定义 pin二极管 pin二极管，在半导体模型库选择，或自定义 NPN BJT 依照Gummel-Poontransistor 模型定义了一种NPN-type 在半导体模型库选择，或自定义 bjt PNp BJT 依照Gummel-Poontransistor 模型定义了一种PNptype 在半导体模型库选择，或自定义 bjt CST DESIGN STUDIO™ 2006 – Getting Started & Tutorials 133 N 绝缘栅BJT 一种N 型 bjt 在半导体模型库选择，或自定义 NPN异质结BJT 在半导体模型库选择，或自定义 PNP异质结BJT 在半导体模型库选择，或自定义 N型JFET 在半导体模型库选择，或自定义 P型JFET 在半导体模型库选择，或自定义 N型砷化镓MESFET 在半导体模型库选择，或自定义 P型砷化镓MESFET 在半导体模型库选择，或自定义 N型MoSFET 在半导体模型库选择，或自定义 P型MoSFET 在半导体模型库选择，或自定义 134 CST DESIGN STUDIO™ 2006 – Getting Started & Tutorials N型MoSFET ，三端口在半导体模型库选择，或自定义 P型MoSFET，三端口在半导体模型库选择，或自定义 N型D－MoSFET 在半导体模型库选择，或自定义 P型D－MoSFET 在半导体模型库选择，或自定义 N型MoSFET ，双栅在半导体模型库选择，或自定义 P型MoSFET，双栅在半导体模型库选择，或自定义 Rf 模块接地短路金属柱 (via). CST DESIGN STUDIO™ 2006 – Getting Started & Tutorials 135 普通耦合线微带耦合转角 90度转角微带对称耦合线微带直角转角斜截微带直角转角最优斜截微带直角转角任意微带转角 136 CST DESIGN STUDIO™ 2006 – Getting Started & Tutorials 交叉微带结对称交叉结，为保证精度，此结构应对称。如果不对称 w1⎯不等于w3 或 w2⎯不等于w4, 会用它们的几何平均数作为值： w1=w3=(w1*w3)½ and w2=w4 =(w2*w4) ½. 任意角度微带曲线微带气隙微带交指电容微带LANGE耦合器微带线 CST DESIGN STUDIO™ 2006 – Getting Started & Tutorials 137 微带开路端微带短路端矩形微带电感扇形微带枝节微带裂缝螺旋微带电感不对称微带阶梯对称微带阶梯 138 CST DESIGN STUDIO™ 2006 – Getting Started & Tutorials 微带锥用于匹配微带T 微带薄膜电容带状线宽边耦合线带状线直角转角任意带状线转角带状线气隙 CST DESIGN STUDIO™ 2006 – Getting Started & Tutorials 139 带状线带状线开路端带状线短路端矩形带状线电感不对称带状线阶梯对称带状线阶梯悬置微带线悬置微带线宽边耦合线

CST DESIGN STUDIO 中文教程

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