作者 | 魏云飛

無線通信信道會(huì)受到很多因素的影響，其中天線輻射特性也是影響信道特性的一個(gè)因素。不同天線的輻射方向圖對(duì)信道的影響是不一樣的，在實(shí)際中我們希望用到有益于信道的天線。評(píng)估無線通信信道我們可以使用CST的高頻近似求解器（A求解器）進(jìn)行分析。對(duì)于電大模型來說，如果為了考察天線輻射方向圖對(duì)信道的影響而對(duì)每種方向圖都進(jìn)行三維電磁仿真則效率會(huì)比較低。CST對(duì)這種仿真其實(shí)只需要做一次三維電磁仿真，而不同方向圖的影響可以在后處理中完成。這樣就可以大大提高信道的仿真效率。

在這里我們用一個(gè)室內(nèi)環(huán)境（如圖1-圖2）來進(jìn)行信道仿真，房間墻壁材料為PEC，房間內(nèi)的桌椅和柜子的材料均為PEC。房間大小為：7.8m x 5.8m x 2.9m。仿真中天線輻射方向圖如圖2所示，為一個(gè)dipole的方向圖，工作頻點(diǎn)為3.4GHz。

圖1：室內(nèi)環(huán)境

圖2：輻射方向圖

在仿真之前需要進(jìn)行信道仿真的相關(guān)設(shè)置，Macros->compute channel parameters in post-processing（圖3）。

圖3：信道計(jì)算后處理在Macro中的設(shè)置

第一次仿真完之后沒有信道的計(jì)算結(jié)果，仿真提示“信道計(jì)算”需要進(jìn)一步的后處理計(jì)算(圖4)。

圖4：channel simulation結(jié)束后的信息

圖5：信道后處理模板

進(jìn)入到“Channel Computation”，在這里可以導(dǎo)入遠(yuǎn)場(chǎng)源及修改其相應(yīng)的坐標(biāo)（圖6）：

圖6：Channel Computation 后處理模板設(shè)置

第一次信道仿真完成后，不需要再導(dǎo)入遠(yuǎn)場(chǎng)源，只需要在后處理中“evaluate”一下第一個(gè)方向圖（圖2）的channel compute就會(huì)得到對(duì)應(yīng)的信道結(jié)果（圖7）。

圖7：Evaluate圖2中遠(yuǎn)場(chǎng)方向圖的結(jié)果

下一步我們用方向性更強(qiáng)的方向圖進(jìn)行信道計(jì)算，第二個(gè)方向圖如圖8，看其對(duì)信道的影響。

圖8：方向性更強(qiáng)的方向圖

同樣我們需要打開“channel compute”后處理，在“Channel Computation”中選中ffs1，點(diǎn)擊“Edit Entry”(圖6)，進(jìn)入下面窗口，導(dǎo)入新的方向圖（圖9）。

圖9：導(dǎo)入發(fā)射機(jī)和接收機(jī)的方向圖并修改其在室內(nèi)環(huán)境中的放置方向

注意在導(dǎo)入方向圖以后，方向圖在室內(nèi)環(huán)境中放置的方向也需要修改，使得發(fā)射機(jī)和接收機(jī)的方向圖的最大輻射方向各自朝著對(duì)方。然后再在后處理中Evaluate這次channel compute。

最后我們對(duì)前后兩次不同方向圖的信道計(jì)算結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，這里只對(duì)Power Delay Profile (PDP)進(jìn)行對(duì)比?？梢钥闯霾煌较驁D對(duì)信道的影響是不一樣的（圖10）。而且這個(gè)功能還有一個(gè)優(yōu)勢(shì)就是計(jì)算效率非常高，本文中房間環(huán)境在Channel Simulation (3D)階段計(jì)算只需要8s就完成了仿真。

圖10：兩種不同方向圖在室內(nèi)環(huán)境中信道計(jì)算結(jié)果對(duì)比

（內(nèi)容、圖片來源：CST仿真專家之路公眾號(hào)，侵刪）

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