基于CST软件的控制系统电磁脉冲环境分析研究

应用电磁场仿真软件开展飞行器控制系统电磁脉冲辐射环境分析研究是一项有效的研究手段,能够为后续的实物试验和开展加固设计提供指导。综合选取了CST软件作为仿真工具,介绍了CST及主要组成模块的功能特点,结合CST软件特点开展了控制系统电磁脉冲辐射环境分析方案设计,并选取设计方案中的典型部分开展了电磁脉冲辐射环境分析试验,应用CST软件开展了建模与仿真分析工作,得到了分析结论。研究工作可以为后续的深入和拓展研究奠定基础,也可为相关的研究分析工作提供参考。

基于CST软件的零度层亮带成因分析

利用南京信息工程大学C波段雷达和南京市六合区气象局的风廓线雷达观测资料,得到了2014年4月15日层状云降水零度层亮带的基本特征.总结出零度层亮带形成的5个因素,对零度层亮带中的粒子模型进行假设,建立了冰晶、雪、冰水混合粒子和雨滴等10种粒子的假设模型.利用计算机仿真CST软件对10种假设模型进行了理论计算,分析了不同高度下不同模型对应的雷达散射截面(RCS)的变化趋势,模拟了毫米波雷达观测零度层亮带的特征.结果表明,当冰晶融化成冰水混合粒子时RCS值增大;在下降过程中,冰水混合粒子有强烈的碰并聚合作用,粒子尺度增加,使其散射电磁波的能力大大增强;冰水混合粒子完全融化之后,将迅速破碎成小的椭球形水滴粒子,下降速度也会增加,导致单位体积内粒子数目减少,总的散射能力减小.

CST软件在LPDA设计中的应用

结合一个关于天馈系统项目的设计要求,选用CST电磁场数值计算软件对对数周期偶极天线进行了设计、优化与仿真,所得仿真计算结果与测试结果具有较好的一致性。

谈利用CST软件进行瞬变电磁数值模拟

随着计算机技术的不断发展,出现了许多优秀的数值模拟软件,对地形复杂区域的勘探工作起到了推动的作用。但是研究出一个有效的、正确率高的正演模拟算法并不是一件容易的事情。研究瞬变电磁的模拟方法主要有物理模拟和数值模拟两种,数值模拟因其高效精准便捷等特点,成为了主要的研究方法。瞬变电磁的数值模拟是一件非常复杂的任务,而CST是一套通用的电磁场模拟商业软件。 本文将通过利用CST软件来进行瞬变电磁的数值模拟,实验模拟的结果证明了该软件的良好结果。

基于CST软件的瞬变电磁法数值模拟

在对瞬变电磁法的研究中,数值模拟因其经济、便捷,是一种很好的研究方法,只是由于当前成熟的瞬变电磁数值模拟软件非常稀少,限制了瞬变电磁数值模拟方法的应用。本文通过对比均匀半空间感应电动势理论解与CST数值解,验证了使用CST软件进行瞬变电磁数值模拟的可行性,方便广大研究者利用CST软件进行更深入的瞬变电磁模拟研究。

基于CST软件的瞬变电磁法可行性分析

在地球物理勘探方法中,瞬变电磁法是通过变化的二次电流产生的二次场来观测异常体,在石油勘探以及工程物探等行业应用广泛。目前针对瞬变电磁法的三维数值模拟的软件较少,而对三维的数值模拟的需求日益增加。本文通过建立三维地电模型,使用CST软件正演计算了在中心回线装置下方波信号激励下接收线圈上的瞬变电磁场响应。通过将均匀半空间下的感应电动势和视电阻率的CST数值解与一维解析解进行对比和误差分析,验证了CST软件在瞬变电磁法的三维数值模拟上的可行性。

基于CST的电磁脉冲效应分析仿真实验研究

为减小复杂多变的电磁环境对车辆的影响,利用三维电磁场仿真软件CST(Computer Simulation Technology)在车辆发动机舱建立线缆模型,研究不同因素对车辆电磁耦合效应的影响。通过仿真得到线缆长度、线缆距车底高度、线缆相对距离、线缆终端电阻、导体半径、绝缘层厚度等参数变化下,线缆感应电压和感应电流的峰值绘制关系曲线。这些结论可以为车辆线束设计提供理论指导,并为电磁防护设计中对于线缆导体半径选择、线缆相对距离、离地高度、线缆长度等提供依据。

基于CST仿真软件的微波反应装置设计

微波具有良好的选择加热性和穿透性,在物料的反应、加热、干燥等方面有广泛的应用。基于计算机仿真技术(CST)仿真软件设计了单个模块为10kW、6个模块总计60kW的微波反应装置,包括微波产生单元的微波馈入、供电和控制电路设计,微波发生模块中的微波产生单元布置,微波反应容器设计,以及微波发生电路的总体布置和控制设计。

基于电磁仿真软件的平面变压器共模电磁干扰建模方法及其应用

传统的变压器模型多为集总电容模型,在10MHz以上的频段,模型与实测特性存在较大偏差,难以反映变压器的高频电磁干扰(EMI)特性。该文提出利用S21参数来衡量变压器共模EMI性能,研究平面变压器高频3D建模方法。通过实际测试验证了3D建模方法的准确性,并将该建模方法应用于某高频变压器的共模EMI性能评估及优化设计中,从制造工艺水平和材料特性参数等方面,分析影响变压器共模S21参数一致性的关键因素,为提高产品性能的一致性提供了质量管控依据。

基于FEKO和CST的太赫兹目标RCS仿真

利用FEKO和CST 2套电磁计算软件对太赫兹频段目标雷达散射截面(RCS)进行对比仿真。首先计算同一理想导体球在1 GHz^500 GHz频率范围内的RCS,得到理想导体球的RCS特性曲线,与理论值进行比较,得出太赫兹频段下两者仿真性能相差较小的结论。然后分别对理想导体球、圆柱体和方形平板在太赫兹频段下不同姿态角的RCS值进行计算,结果表明,两者在RCS仿真上因目标不同而呈现不同性能,在计算中应根据实际目标选取合适的软件进行计算。

基于OLE的C++Builder与CST微波工作室接口及应用

为了提高3D电磁场仿真的开发效率和精度,需要把外部应用程序与CST软件结合起来,但该软件只提供了对VBA宏语言的支持,研究如何实现C++语言与CST软件之间的接口控制具有很实用的意义。在分析了OLE自动化技术以及变体类与OLE服务器之间接口控制技术的基础上,通过对CST软件环境中工程、对象、方法的组织结构的研究,利用变体类提供的命令结合C++语言编程实现了二者之间的接口控制。重点介绍了C++语言调用这些对象的具体编程方法,并指出了编程时应注意的细节问题。最后给出了一个应用实例,程序运行结果表明,该方法有效可行,可以扩展应用到深层次的电磁仿真设计中去。

基于超表面的涡旋波通信仿真系统实验设计

为了让学生深入理解涡旋波传播原理,掌握涡旋波通信的特点,该文提出涡旋波通信传输实验方案。首先,介绍了涡旋波的基本原理,并利用CST电磁仿真软件完成了同极化轨道角动量超表面的设计;其次,搭建了涡旋波通信传输系统,介绍了基于超表面的涡旋波通信系统架构,并对涡旋波通信进行测试验证。实验结果表明,所设计的超表面涡旋波通信系统可以实现涡旋波的传输和接收,并实现低误码率接收。该文通过仿真和实验相结合的教学方式阐述涡旋波的产生、发射、传输和接收,不仅能够让学生认识和理解涡旋波,还可以进行涡旋波超表面的仿真设计,掌握涡旋波超表面的加工和超表面涡旋波通信的整个过程,在很大程度上激发了学生的学习热情。

基于目标场法和CST仿真的低场磁共振射频线圈设计

根据临床对人体肺部磁共振成像的需要,设计一种用于肺部0.06 T低场磁共振成像的^(3)He射频线圈。通过预先设定感兴趣区域(ROI)及其内部的目标磁场,运用目标场法逆向求解ROI内产生目标磁场所需的源电流密度分布,流函数获取射频线圈理想绕组。然后利用CST软件建模简化线圈绕组,场路协同仿真研究负载射频线圈在不同品质因数(Q值)下的射频场B_(1)和特定吸收率(SAR)分布等性能指标。仿真实验结果表明,通过改变射频电路的电容值可调整线圈的Q值,线圈Q值越大,单位功率信号激励下产生的B_(1)场强越高,SAR值越高,传输效率越低,而B_(1)场均匀性不受影响,一直保持在近90%。通过射频线圈仿真,验证了目标场法联合CST仿真设计方法的可行性,可推广至高频射频线圈设计。

密封窗的两种软件仿真结果对比

密封窗在微波系统中有着广泛的应用,使用仿真软件Ansoft HFSS和CST分别对其进行仿真,并对仿真结果进行了比较。仿真结果表明,随着密封窗高度变量h的变化,Ansoft HFSS仿真结果是S11曲线出现很多峰,而CST仿真结果是S11曲线表现出很好的一致性。当Ansoft HFSS的求解频率参数设置更高时,其S11曲线与CST的仿真结果几乎相同。

电-磁振子组合型超宽带天线数值分析

采用CST MICROWAVE STUDIO电磁场数值计算软件,对电-磁振子组合型超宽带(UWB)天线结构参数与天线性能之间的物理关系进行了分析。电磁组合型天线的物理结构包括三部分:天线的馈电系统、TEM喇叭辐射单元和电流环辐射单元。激励源采用高斯脉冲,边界为6层理想吸收边界(PML6)。仿真结果表明:组合天线的外导体屏蔽和电流环分别改善了不同频带内的端口参数;当电流环周长(105 cm)约等于天线尺寸(50 cm)的2倍时,天线的反射能量较小,端口参数曲线平坦;天线的物理尺寸决定其辐射带宽,尺寸越大,低频辐射特性越好。

高功率微波矩形波导衰减器的设计与实验

提出了一种高功率微波矩形波导衰减器。本设计中,衰减器是由矩形波导、Na2SO4衰减溶液以及装此溶液的石英容器组成。首先采用同轴探针法测量1.8~2.4GHz频段内Na2SO4溶液的介电常数,然后利用CST软件在1.8~2.4GHz频段内建模和仿真计算衰减量为（52±2）dB、驻波比小于1.35的衰减器。最后按照仿真得到的最优结构尺寸制作了高功率矩形波导衰减器,并对衰减器的衰减量和反射系数进行了实测和分析。为高功率微波衰减器的设计方法的研究提供了一种有效的理论和实验研究平台。

含内部障碍物开孔缝腔体屏蔽效能

针对含有内部金属障碍物的开孔屏蔽腔体的结构特点,采用扩展的传输线方法理论,建立了平面波照射下腔体电场屏蔽效能的等效电路模型,推导了近似计算解析式,并计算分析了内部金属障碍物对开孔腔体屏蔽效能的影响,分析了障碍物跨度、到腔体开孔缝面的距离和障碍物开缝距离对腔体电场屏蔽效能的影响.在0～1 GHz范围内,利用传输线方法（transmission line method,TLM）计算了含内部障碍物腔体屏蔽效能,与CST软件仿真结果验证了本方法的有效性.计算结果表明：内部金属障碍物提高了腔体的屏蔽效能,改变了腔体的谐振频率,且障碍物尺寸越大对腔体影响越大;障碍物距离开缝面越远、跨度越大、障碍物开缝距离越近,腔体屏蔽效能越大.

不同渐变方式的喇叭结构对电-磁振子组合型超宽带天线特性的影响

电-磁振子组合型超宽带(UWB)天线的物理结构包括3部分:天线的馈电系统、TEM喇叭辐射单元和电流环辐射单元。采用CST MICROWAVE STUDIO电磁场数值计算软件,对该组合型天线的结构与端口S参数和时域辐射特性的关系进行了分析。仿真结果表明:当TEM喇叭辐射单元和电流环辐射单元由3段金属板构成时,天线的端口S参数较小,主轴辐射功率较大,方向性较好。

基于HIRF的航空器机体屏蔽效能仿真研究

电磁仿真方法是民用飞机高强度辐射场(high intensity radiated fields,HIRF)适航验证的重要方法之一。开展整机级HIRF试验的难度较大,文章借助CST电磁仿真软件对某型号直升机机体模型进行屏蔽效能的仿真研究,得到机体不同位置处的屏蔽效能,并将仿真结果与已开展的某型号直升机试验结果进行对比,发现两者规律具有较好的一致性。仿真研究结果表明:直升机机体的屏蔽效能在不同极化、不同机体结构和不同辐照方向下的变化规律不同,缝隙结构是电磁能量进入机体的主要途径。所得结论可为国内开展航空器HIRF仿真研究提供参考。

基于Computer Simulation Technology的磁共振射频线圈模拟与设计

目的:基于CST(Computer Simulation Technology)软件设计磁共振射频线圈,利用软件功能计算S参数、驻波比,求解每个网格的电场和磁场的方向、大小等,辅助完成实际线圈设计。方法:以单圈线圈为例,设计3层仿真模型:铜箔线圈层、环氧玻璃布层压板层、水模层。正确输入每一层的材料参数,并加入电容、端口等集总参数元件。设计合适的网格划分要求,插入场监视器。结果:数据结果包括一维结果和二、三维结果,其中一维结果包括S参数,驻波比,不连续端口的电流、电压、阻抗,集总参数元件的电流、电压、阻抗等,二、三维结果包括电场分布、磁场分布、表面电流等。从S11参数看出此线圈模型可在21.86 MHz处实现调谐和匹配,实际中可用作0.5 T磁共振成像设备的线圈。电磁场分布结果可以看出电容附近电场强度较高,磁场强度在线圈附近z方向强度较高。结论:磁共振射频线圈的设计可以利用CST软件辅助完成,通过调整线圈的形状、铜箔宽度等建立模型,根据S参数查看调谐匹配、耦合结果,通过场监视器的设置,查看二、三维电磁场分布。由结果再修改模型,最终完成设计。