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引言
CST Studio Suite® 是电磁仿真领域的重要工具,其强大的后处理功能对于深入分析仿真结果至关重要。
而在进行 1D 结果解读时,若能在结果中添加对应的参考线,可以显著提升数据解读的效率。
本文将介绍两种在 CST 中添加参考线的方法,助您更高效地进行仿真分析。
方法1:导入 EMC 标准
该方法通过内置的宏脚本选择或导入标准文件。
针对已有且常用的 EMC 测试标准,CST 提供了相应的后处理模板(图1.1)。用户可以在 Post-Processing 功能区中点击 EMC Workflow,选择 EMI Standard Limitied Lines。
选择标准
进入 EMI Standard Limitied Lines 后,可以选择对应的 EMC 测试标准(图1.2)。
点击 OK 后,就可以看到对应标准的参考范围(图1.3)。
在左侧的导航树中可以看到,该宏命令在 1D Result 中建立了一个文件夹,并生成了很多描述标准的参考数据文件。
我们可以将仿真结果复制到该文件夹中,然后点击该文件夹以显示文件夹下的所有结果,直观地查看结果是否合规。
导入标准/数据
如果列表中没有需要的标准,也可以在 EMI Standard Limitied Lines 这个宏中导入本地的 EMC 测试标准,或者自己根据标准编写参考线(图1.4)。
勾选 User defined standard,就可以激活下面的功能。点击 Load File 导入准备好的数据文件。
文档的格式可以点击右下角的 Example Format 参考(图1.5),可以点击 Copy to clipboard 复制粘贴到文本编辑器中。
导入完毕后,在 Limit Unit 一栏中勾选对应的单位,即可在结果中生成参考线,最终的效果和图1.3类似。
方法2:手动编写参考线
该方法通过手动导入外部结果文件到 1D Result 文件夹中,并同时显示多个文件,从而得到参考线。参考线可以根据我们的需要自行编写。
CST 会根据我们导入文件时选择的数据类型,自动匹配合适的绘图类型,并显示在 1D Plot 功能区的 Plot Type 中。
而线性值(linear)与对数值(dB)两种显示方式在导入之后不能直接在 Plot Type 中切换。因此参考线的数据格式在导入前,需要特别留意一下。
2a.对比目标为线性值(linear,如VSWR)
本节将演示如何在 VSWR 结果中添加参考线,主要操作可分成三个步骤:
根据参考范围编辑参考线;
将参考线导入到结果中;
选择对应的绘图类型显示结果。
定义参考线
例如,我们想要对比的结果为 VSWR(图2.2),在 5.6-5.7 GHz 范围内添加纵轴坐标为 2 的参考线。
通过左上角的 Plot Type 可以看到,该结果的显示类型为线性(linear)。
参考线数据文件的数据的结构非常简单:第一列为横坐标数据,第二列为纵坐标数据,中间可以用空格、Tab或者英文逗号作为分隔符(图2.3)。
导入参考线
在导航树的 1D Result 文件夹中新建一个文件夹(例如图2.4中的 compare-VSWR),并将需要对比的原始数据复制到该文件夹中。
随后右键点击该文件夹,选择 Import Result Curve From Ascii File,导入刚才编写的参考线(图2.4)。
在弹窗中选择文件,并在下面的 Data Format 中选择数据类型(图2.5)。
默认勾选的类型是 Real,对于线性(linear)的结果而言,选择 Real 或者 Magnitude 都可以。
随后点击"打开",完成导入。
显示结果
导入完毕后,将导入的结果 Import1 重命名为 VSWR-Reference1。
点击该文件夹以显示文件夹下的所有结果,直观地查看仿真结果是否符合规范(图2.6)。
2b.对比目标为对数值(dB,如S参数)
前面提到过,导入 CST 结果的文件数据默认勾选为实数(Real)类型。若需要和对数值(dB)的结果进行对比,我们可以在导入文件时选择对应的数据类型。
定义参考线
例如,我们想要对比的结果为 S 参数(图2.7),该结果的显示类型为对数(dB)。
和线性结果的参考线定义类似,我们可以用同样的方式定义以 dB 方式显示的参考线。
参考图2.7,我们要在 5.5-6 GHz 范围内添加纵轴坐标为 -5 dB 的参考线,只需要将第二列的数值定义为对应值(图2.8),然后保存即可。
导入参考线
在导入的时候选择正确的数据类型,就能够将此处的纵坐标数值与 dB 值对应上。
同样地,在 1D Result 中新建一个文件夹,导入要对比的 S 参数。右键点击该文件夹,选择 Import Result Curve From Ascii File(图2.9)。
在弹窗中选择对应的文件,并在下面的 Data Format 中选择 Magnitude dB 类型,随后点击"打开",完成导入(图2.10)。
显示结果
导入完毕后,将导入的结果 Import1 重命名为 SP-Reference1。
点击该文件夹以显示文件夹下的所有结果,直观地查看仿真结果是否符合规范(图2.11)。
2c.对比S参数的相位(Phase)
在相位结果中添加参考线,流程和前面一样:确定参考线范围,编辑参考线并导入,选择对应的绘图类型。
定义参考曲线
将 S 参数结果以相位(Phase)的方式显示,我们希望在 8.6-9.6 GHz 范围内添加纵轴坐标为 -135 的参考线(图2.12)。
根据所需范围编写参考线的关键点(图2.13)。
导入参考曲线
同样地,在 1D Result 中新建一个文件夹,导入要对比的 S 参数。
在上文中,我们在 S 参数的 dB 绘图类型中添加了参考线,在这里我们要对比的数据类型为相位(Phase),出于演示的目的,我们新建一个文件夹,与 Magnitude dB 数据类型区分开来。
右键点击该文件夹,选择 Import Result Curve From Ascii File(图2.14)。
显示结果
导入完毕后,将导入的结果 Import1 重命名为 SP-Phase_Reference。
在 Plot Type 中选择 Phase,将绘图类型修改为相位(图2.16)。
点击该文件夹以显示文件夹下的所有结果,直观地查看仿真结果是否符合规范(图2.17)。
拓展:修改结果的数据类型
保证"原始数据"和"参考线"两个数据具有一致的数据格式,可以通过修改参考线的数据类型适应原始数据,也可以通过修改原始数据的类型适应参考线。
如果我们希望在 S 参数中添加参考线,导入时将数据类型错误地勾选为 Real 或者 Magnitude,会导致无法正确地显示参考线。
在导航树中点击该文件夹,以显示文件夹下所有的结果,我们可以看到:以 Magnitude 类型导入的参考线 SP-Reference2 没有显示在结果中(图3.1),因为参考线的数据类型(Magnitude)和 S 参数的数据类型(Magnitude dB)不一致。
可以考虑修改原始数据类型,将其数据格式从 1DC 转换为 1D,以适应参考线的结果类型。
修改数据类型的具体操作方法为:切换到 Post-Processing 功能区,点击 Result Templates(图3.2),在后处理模板对话框中选择对应的后处理模板(图3.3),按照实际需要对结果曲线进行数据转换。
总结
CST 内置了一些 EMC 标准的参考范围标注,用户可以通过调用 EMC Workflow 中的 EMI Standard Limitied Lines 功能进行操作。
对于通过 Import Result Curve From Ascii File 手动导入的参考线,可以直接编写参考线的关键数据点,导入的时候选择原始数据对应的数据类型,才能够在同一窗口中与原始数据对比。
如果需要修改数据类型,可以使用后处理任务转换,只有数据类型一致,才能够在同一窗口中显示。