آموزش نرم‌افزار CST – تحریک ساختار با استفاده از پورت تحریک

بعد از ایجاد ساختار با استفاده از ابزارهای مدل‌سازی، ابتدا فرکانس کاری را از بخش Simulation: Settings -> Frequency با تعریف بازه فرکانسی تنظیم کنید. حالا نوبت تحریک ساختار از طریق پورت تحریک است. برای رسیدن به پاسخ صحیح پارامترهای S، انتخاب پورت تحریک باید با دقت انجام شود. در اندازه‌گیری‌های آزمایشگاهی، سیستم موردنظر را با استفاده از پراب‌های مناسب، به دستگاه Network Analyzer متصل می‌کنند و پارامترهای S را اندازه‌گیری می‌کنند. در شبیه‌سازی EM برای وارد کردن میدان‌ها به ساختار و تحریک آن، از پورت تحریک استفاده می‌شود. در اینجا هم، پورت‌های تحریک باید بدون تلف بوده و کمترین مقدار بازگشتی را داشته باشند.

انواع پورت تحریک در CST

در CST پورت‌های متنوعی برای انجام کارهای مختلف وجود دارد. در ماژول Microwave Studio، دو نوع پورت تعریف می‌شود:

1. پورت گسسته یا Discrete Port
2. پورت موج‌بری یا Waveguide Port

پورت گسسته یا Discrete Port

پورت گسسته به‌صورت یک منبع جریان که با یک مقاومت داخلی موازی است، تعریف می‌شود. متناسب با نوع حل‌کننده، شامل یک المان فشرده در وسط و دو سیم هادی کامل در دو طرف برای اتصال به ساختار است. به‌این‌ترتیب، مقادیر ولتاژ و جریان و همچنین پارامترهای S محاسبه می‌شوند.

پورت گسسته در دو نوع edge port و face port تعریف می‌شود که ازلحاظ عملکردی بسیار مشابه هستند. اما face port دارای اندوکتانس کمتری نسبت به edge port است و حل‌کننده، ناپیوستگی کمتری را در محل اتصال پورت تحریک و ساختار مشاهده می‌کند.

به‌عنوان‌مثال برای تحریک یک آنتن دوقطبی از این پورت استفاده می‌شود.

ایجاد پورت‌ها گسسته در CST

برای ایجاد پورت گسسته، ابتدا دو نقطه از ساختار که می خواهید تحریک از آن‌جا انجام شود را انتخاب کنید. سپس از طریق Simulation: Sources and Loads -> Discrete Port در پنجره بازشده، امپدانس پورت و نوع محاسبات را تعیین کنید. این محاسبات می‌تواند ولتاژ، جزیان یا پارامترهای S باشد.

[quote]نکته: دقت کنید که پورت گسسته نباید در داخل هادی کامل قرار بگیرد.[/quote]

پورت موج‌بری یا Waveguide Port

پورت موج‌بری، دقیق‌ترین نوع پورت تحریک است. با استفاده از این پورت می‌توان مقادیر دقیقی از پارامترهای S را محاسبه کرد. پورت موج‌بری بازگشتی بسیار کمی دارد و زمانی که دقت بالایی نیاز باشد، از آن استفاده می‌شود. تحریک انواع موج‌برها، خطوط مایکرواستریپ، استریپ‌لاین و حتی ساختارهای پیچیده‌تر با چندین هادی، ساختارهای متناوب موج‌بری و… با استفاده از این پورت انجام می‌شود که منجر به پاسخ‌های بسیار دقیقی می‌گردد.

مودهای انتشاری توسط حل‌کننده دوبعدی، در صفحه پورت محاسبه می‌شود. این مودهای به‌صورت خودکار دسته‌بندی‌شده و مشخصه‌های ذاتی مانند امپدانس موج و امپدانس خط را ارائه می‌کنند.

به‌عنوان‌مثال یک خط کواکسیال، یا یک فیلتر مایکرواستریپ را می‌توان با پورت موج‌بری، تحریک کرد.

ایجاد پورت‌ موج‌بری در CST

برای ایجاد پورت موج‌بری، ابتدا صفحه‌ای که می‌خواهید از آن‌جا میدان به ساختار وارد شود را انتخاب کنید. سپس از طریق Simulation: Sources and Loads -> WaveguidePort در پنجره بازشده، تنظیمات موردنیاز از قبیل اصلاح اندازه پورت در صورت نیاز را انجام داده و پورت موجبری را ایجاد کنید. اگرچه معمولا استفاده از تنظیمات پیش‌فرض، برای حل بسیاری از مسایل کافی می‌باشد!

منبع: RFplus