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cst如何建模机箱?

作者:Anita 发布时间: 2023-03-12 19:00:25

简介:】使用数据库中的模具,导出数据后就可以建模了。
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直接打开设置,找到工具箱解锁,然后调出模型空间图,就可以直接挖矩形孔了
gp模型是什么
由于介质振荡器具有

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由于介质振荡器具有频率稳定度高、噪声低、体积小、结构简单、价格低廉、对机械振动和电源瞬变过程不敏感等优点,因此对于介质振荡器的研制在国内外也引起了广泛的关注,并且它在多个领域得到了应用,例如通信系统、雷达信标、电子对抗接收机、导弹应答机、专用测试设备以及气象雷达等。
基本信息
外文名 Dielectricoscillator
简要介绍
相干布局囚禁 (CP T ) 是原子与相干光相互作用所产生的一种量子干涉现象。 CP T原子钟是一种利用 C P T现象实现的原子钟,由于其具有体积小、功耗低和启动快的特点 ,而得到快速的发展并获得日益广泛的应用。CP T原子钟可以应用不同的原子实现, 其中最普遍的是 87 R b 原子。对于 87 Rb原子 , C P T原子钟的频率锁定过程要求微波信号以 3 417. 343 75MHz 为中心频率、在 ±1k Hz 范围内小步长进行扫描而获得 C P T峰信号,应用 C P T峰作为微波鉴频信号 , 通过控制电路将微波频率锁定于 CP T峰的极值所对应的微波频率,从而实现原子钟的闭环锁定。介质 振 荡器 (DRO) 作为一种微波信号合成技术, 具有体积小和电路设计简单等优点 ,现在已广泛应用于通信系统 ,电子对抗、导弹、雷达等等。为了实现微型 C P T原子钟 ,就需要研制出合适的微型微波电路方案 ,DRO微波方案是可供选择之一。
振荡器是微波、毫米波系统的关键部件之一,它的指标直接关系到系统性能的优劣。
由于介质振荡器研制涉及到复杂的非线性问题,因此有些观点认为 DRO 的设计工作更像是一门手艺,而工程设计不严格。目前很多关于 DRO 设计方面的文献试图提出新的方法扭转这一局面,但是他们要么在介质与微带的耦合结构分析时简化等效,要么在晶体管( 或场效应器件等) 建模、电路建模仿真方面含混省略,而这恰恰是 DRO 设计的关键及难点,所以这些方法仍然不能作为一种令人信服的准确设计方法。DRO 设计中几个关键的难点问题,即: ①反馈结构参数提取,②晶体管放大部分的增益与相位控制,③DRO 的闭环和开环仿真实现。
特性参数
DR 耦合结构即为 DRO 电路的反馈网络,它是一个无源二端口网络,其传输特性只与本身的结构参数有关,而与后续连接的晶体管放大部分无关,因此可以首先将它剥离出来进行电磁分析和仿真,以获取反馈网络的 S 参数。CST 软件进行电磁仿真时建立的三维结构图,两条平行微带线的阻抗均为 50 欧姆,一个微带线开路,另一个端接 50Ω 电阻到地。调整两条平行耦合微带线的间距、 DR上方金属调谐盘的高度、 DR 的高度,可以得到不同情况下耦合结构的 S 参数,进而得到多种情况下反馈网络的 φR、 LR。耦合结构的谐振频率在 5.809GHz,插入损耗 - 5.889dB。将仿真结果导出为 S2P 文件,然后导入到后续的电路仿真中,便可以将此耦合结构作为一个固定的子电路模块使用。
设计方法
DRO闭环仿真设计方法
晶体管非线性模型建立
晶体管是 DRO 中的一个关键部件,要进行 DRO 的计算机仿真设计,就必须首先建立其电路模型。晶体管管芯的 Gummel - Poon模型( 简称 GP 模型) ,其常用的 SPICE 参数有 30 个左右,如表征正向直流特性的 IS、 NF、 BF、 ISE、 NE、 IKF、 VAF,表征反向直流特性的 NR、 ISC、 NC、 BR、 IKR、 VAR 等。由于器件管芯在封装时会引入寄生参量,因此也必须加以考虑,进而建立包含封装寄生参数的晶体管等效电路。通常管芯 SPICE 参数值、封装后寄生参数的大小,晶体管生产厂家均会提供,这样一个非线性晶体管模型就建立完成,可以将它作为一个子电路加入到后续的电路仿真中。
闭环谐波平衡仿真
在电路仿真中采用商用 AWR 电路仿真软件,建立闭环电路仿真拓扑模型。其中 DR 耦合结构采用 CST 电磁仿真时获得的 S 参数模型,以一个二端口元件的形式加进来,晶体管采用前面建立的非线性模型,以一个三端口元件的形式加入到仿真电路中。晶体管的基极采用单短路枝节匹配,集电极采用单开路枝节匹配。优化基极、集电极匹配电路,通过闭环谐波平衡仿真得到 DRO 的特性。电路在 5. 734GHz 振荡,与DR 耦合结构的谐振频率 5. 809G 非常接近。DRO的输出功率可以达到 17. 3dBm,相位噪声指标为 - 91dBc /Hz /10kHz、- 114dBc /Hz /100kHz,性能优良,满足一般雷达和通信系统等的要求。
以上是基于晶体管非线性模型时 DRO 的仿真设计方法。由于目前很多晶体管、场效应管的生产厂家不提供芯片的非线性模型及参数,而只提供其 S 参数供用户使用,所以研究基于器件小信号 S 参数的 DRO 设计方法也是具有非常重要的现实意义。
DRO 开环仿真设计方法
基于晶体管小信号 S 参数进行 DRO 的线性化仿真设计,可以将复杂的非线性问题转换为简单的线性仿真。直接将晶体管 S 参数导入 AWR 软件工程中,在子电路库中将会出现这个晶体管的模型供电路仿真使用。同样建立开环线性仿真的电路拓扑。利用虚地理论将闭环系统断开为一个二端口网络,即一个放大器和一个选频反馈网络的形式,其中的选频网络参数就是前面 CST 仿真得到的 DR耦合结构 S 参数。
振荡条件分析
对闭环自激的开环分析,可用控制论中的尼奎斯特判据得到严格的起振条件判据。尼奎斯特判据是利用极坐标下的围线图表示,这和特性参数的波特图有一一对应的关系,为振荡器的分析提供极大的方便。当传输特性参数的相位为负斜率,且零相位处增益大于 1 时,此频率就是一个稳定振荡频点。
利用开环测得的 S21 来描述闭环稳定条件有很大的误差,因为开环网络的 S 参数是在输入输出端匹配的条件下得出来的。当开环系统闭环后,由于输出输入阻抗条件变化,使开环 S 参数不再适用,因此引入了同输入输出端口阻抗无关的 G 参数。
仿真结果
将前面基于晶体管非线性模型仿真获得的晶体管基极、集电极匹配电路参数不做修改直接用于线性仿真,根据开环 G 参数分析方法,可以得出该 DRO 在 5. 796GHz 稳定振荡,与前面非线性模型的仿真结果基本吻合,只相差了 62MHz,几乎可以忽略。根据上述电路仿真结果,实际制作了 DRO 样机,实测 结 果: 振 荡 频 率 5. 898GHz,相 位 噪 声 - 80dBc /Hz /10kHz,二次谐波抑制 - 15dBc。实测结果与仿真结果是比较吻合的,而且设计电路安装后几乎不用调试即可稳定起振,设计效率大大提高。
系统研究了介质振荡器的精确仿真设计方法。前一种基于晶体管非线性模型的方法略微复杂一些,它可以观察输出频谱情况和相位噪声性能,对 DRO 性能的仿真分析更加全面。当厂家不提供晶体管非线性模型和参数时,可采用后一种基于晶体管线性 S 参数的仿真设计方法,这种方法只能仿真振荡的基频频率,其它指标性能无法观察。因此这两种方法各具特色,具有一定的互补性,设计时要根据具体的已知条件来选择。通过两种方法仿真结果的对比分析,彼此印证了两种仿真方法的有效性和准确性。

由于介质振荡器具有频率稳定度高、噪声低、体积小、结构简单、价格低廉、对机械振动和电源瞬变过程不敏感等优点,因此对于介质振荡器的研制在国内外也引起了广泛的关注,并且它在多个领域得到了应用,例如通信系统、雷达信标、电子对抗接收机、导弹应答机、专用测试设备以及气象雷达等。

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