新手入门：使用CST电磁软件进行贴片天线设计的5个基本步骤

贴片天线（Patch Antenna）因其结构简单、成本低廉、易于集成等优点，被广泛应用于无线通信设备中。硕迪科技将以一个简单的矩形贴片天线为例，指导您完成在CST Studio Suite® 中的5个基本设计与仿真步骤。

项目目标：设计一个工作在2.45 GHz的微带贴片天线。

CST贴片天线三维模型

贴片天线设计看似复杂，但实际上遵循清晰的步骤流程，每个步骤都有其特定的目标和要求。通过本教程，您将学会如何在CST中创建准确的天线模型、设置合适的仿真参数，以及分析关键的天线性能指标。掌握这些基本技能后，您可以进一步探索更复杂的天线结构和优化技术。

贴片天线设计的5个基本步骤

步骤1：创建模型与定义材料

创建项目：打开CST，从项目模板中选择"微波和射频"->"天线"->"平面天线"，单位选择mm和GHz。求解器类型选择"瞬态求解器(T)"。

创建介质基板：使用"建模"->"长方体"工具，创建一个FR-4材料的基板。例如，尺寸为40x50x1.6 mm。

步骤2：设置激励端口

为了激励天线并计算S参数，我们需要在馈线的输入端定义一个端口。选中馈线末端的横截面，进入"仿真"->"波导端口"，软件会自动计算端口阻抗（通常为50欧姆），点击确定即可创建。

步骤3：设置求解器参数

设置频率范围：进入"仿真"->"设置求解器"，将频率范围设置为2-3 GHz，以覆盖我们的目标频率2.45 GHz。

设置场监视器：为了查看天线的辐射特性，需要定义一个远场监视器。

步骤4：启动仿真

完成以上设置后，点击"仿真"->"启动仿真"。CST的瞬态求解器将开始计算。您可以在消息窗口看到仿真的进度。仿真时间取决于模型复杂度和网格精度。

步骤5：分析结果

仿真完成后，导航树下的"结果"文件夹将被激活。查看S参数(S1,1)曲线、电压驻波比(VSWR)和远场方向图，评估天线的谐振频率、阻抗匹配和辐射特性。

详细步骤说明

创建接地板和辐射贴片

在基板下方创建一个PEC（理想导体）材料的薄片作为接地板。在基板上方，同样使用PEC材料，创建矩形的辐射贴片和微带馈线。其尺寸需要根据中心频率和基板参数进行初步估算。

结果分析要点

S参数 (S1,1)：在"1D结果"->"S-参数"中查看S1,1曲线。曲线的最低点对应的频率即为天线的谐振频率。您可以通过优化贴片尺寸，使其最低点接近2.45 GHz。

电压驻波比 (VSWR)：在"1D结果"下可以查看VSWR曲线，通常要求在工作频带内VSWR < 2。

远场方向图：在"远场"文件夹下，可以查看天线在2.45 GHz的三维和二维方向图，以及增益、方向性、效率等关键指标。

设计提示

通过以上五个步骤，您就完成了一次基本的天线设计仿真。以此为基础，您可以使用CST强大的参数扫描和优化功能，进一步精确调整天线性能，以满足最终的设计要求。

硕迪科技专业技术支持

在设计中遇到任何问题，硕迪科技的工程师团队随时准备为您提供帮助，确保您的项目顺利进行。

审核编辑 黄宇