本期我們介紹毫米波雷達天線的饋電網路模擬。如上圖所示,這是一個常見的並聯饋電結構,採用T 型分支結構。天線工程師在設計饋電網路時,重點要考慮兩方面的指標:一是輸入端到多個輸出端的功率分配;二是確保多個輸出埠的相位盡量一致。
以下介紹CST針對饋電網路的快速設計、最佳化流程,具體方法如下:
1.在DS工作室的原理圖介面,利用Microstrip直接進行微帶線設計,每一小段的微帶線的長和寬都設定成參變量,方便後續的最佳化處理,如下圖所示。


2.創建一個S-parameters Task,從S參數的模擬結果來看,微帶功分網路並不符合陣列設計的功率分配要求。

3.接下來我們利用CST的優化器對饋電網路的尺寸進行最佳化。點選Optimizer,勾選要最佳化的參變量,選擇S11、S21、S31、S41、S51、S61作為最佳化目標,Target裡面分別輸入-30、-8.81、-6.25、-5.8、-6.25、-8.81,單位dB。這裡輸入的S參數目標值是根據功率分配指標換算的結果,具體換算過程大家可以自行查找,此處不再贅述。

經過第一次最佳化之後的S參數值已經非常接近目標值。如果想要得到更精確的結果,可以選擇不同的最佳化演算法進行多次最佳化。
![The image is a graph showing the magnitude of S-Parameters (Scattering Parameters) in decibels (dB) versus frequency in gigahertz (GHz). The graph has a title 'S-Parameters [Magnitude]' and the y-axis is labeled in dB ranging from -60 dB to -5 dB. The x-axis is labeled in GHz ranging from approximately 75.967 GHz to 77.6 GHz. There is a vertical line at 77 GHz.
The graph includes six different S-Parameters, each represented by a different color:
- S1,1 (red)
- S2,1 (green)
- S3,1 (blue)
- S4,1 (orange)
- S5,1 (purple)
- S6,1 (cyan)
A legend in the center of the graph provides the values of these S-Parameters at 77 GHz:
- S1,1: -37.174714
- S2,1: -9.0987518
- S3,1: -6.2500971
- S4,1: -5.8001142
- S5,1: -6.2500971
- S6,1: -9.0987518
The graph is relevant for analyzing the performance of a system in terms of its scattering parameters at different frequencies, which is important in fields such as electrical engineering and telecommunications.](https://i0.wp.com/model-key.com/wp-content/uploads/2025/02/image-5.png?resize=940%2C368&ssl=1)
4.檢查相位結果,這裡可以明顯看出S41與其他連接埠的相位差過大。下一期我們將繼續介紹如何透過最佳化的方法來減少相位差。

原文轉載來自: 周明 – CST毫米波雷达仿真解决方案介绍(四)
系列文章:
CST 毫米波雷達模擬(一)
CST毫米波雷達模擬(二)
CST毫米波雷達模擬解決方案介紹(三)
CST毫米波雷達模擬解決方案介紹(四)
CST毫米波雷達模擬解決方案介紹(五)
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