CST 如何计算有匹配的多天线效率？CST 软件代理

作者：思茂信息

2025-01-16
广东
本文字数：1536 字
阅读完需：约 5 分钟

先上图：

Pstimulated 是激励功率，就是 CST 中的端口，默认是 0.5W RMS，峰值是 1W。

Preflected 是反射功率，只跟 S11 反射系数有关。

总效率=Tot. Efficiency=

Power accepted/Power stimulated=(1-Preflected)/0.5.

Pradiated 是辐射功率，天线真正辐射出去的，也就是边界吸收到的功率。要想得到这个值需要远场监视器。

辐射效率= Rad. Efficiency=Power radiated/Power accepted

今天我们解释一下场路结合之后，也就是考虑匹配电路之后，怎么理解结果中出现的更多效率值：

以两个 macro 自带展示天线为例：

情况 1：两边都匹配电路，port1 是激励，port2 是负载

因为要看具有匹配电路的天线效率，所以需要 AC Task。很多同学不知道 CST 哪里改激励功率，其实就是这里 AC Task 来改，不需要在三维里面设置，因为三维那边用 0.5W 归一化，然后电路里研究不同的激励功率，好处就是三维那边只跑一次就可以。

并且需要 combine result：

运行 AC Task 之后，回到三维：

这时 Efficiencies 和 Power 就多了 AC1 后缀的结果了，这些有[AC1]的就是加上匹配电路之后的结果。功率结果里面多了一些 DS 后缀，DS 是指 Design Studio，也是电路这边独有的结果。

这里可以做一系列验证：

辐射功率：Rad. Efficiency[AC1]=0.99294048

=0.0721301/0.072642924=Power Radiated/Power Accepted

系统辐射功率：System Rad.Efficiency [AC1]=0.91849867

=0.0721301/0.078530435= Power Radiated/Power Accepted (DS)

系统总功率：System Tot.Efficiency [AC1]=0.1442602

=0.0721301/0.5= Power Radiated/Power Stimulated (DS)

可见这些效率值都是用辐射功率为分子，就是除以谁的问题，而且三个的效率值大小是递减的。其中辐射功率是纯三维天线的属性，系统总功率是三维加上匹配电路的总属性，这两个都好理解，那么什么是系统辐射功率？等效的问法就是，什么是 Power Accepted (DS)？

情况 2：两边匹配电路，端口 1 激励，端口 2 是零激励

这种情况，Power Accepted 和 Power Accepted (DS) 红绿两条线就基本重合了。

可见辐射功率和系统总功率都不变，而系统辐射功率大幅度提高，这是为什么呢？是因为 S21 的关系。

情况 1 的电路接受功率是：

而情况 2 的电路接受功率是：

所以即使端口 2 信号为零，其激励内阻和负载时的阻抗都相同（都是 block dependent），但作为多天线辐射系统的一部分，二者是有显著差别的，端口 2 零激励，有吸收功率的效果，所以天线系统的接受功率小了，系统辐射功率就提高了。要根据实际工作状态来决定用哪个设置，比如端口 1 激励的时候，端口 2 是接收状态，还是负载接地，得到的就是不同的系统辐射效率。