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Chapitre II Description du logiciel CST Introduction Nous allons attribuer ce c

Chapitre II Description du logiciel CST Introduction Nous allons attribuer ce chapitre à la présentation générale du logiciel CST (Computer Simulation Technology) Microwave Studio dans lequel nous discuterons globalement du rôle de chaque fonction utilisée pour réaliser nos simulations. I. Définition du logiciel CST STUDIO SUITE En 1992, la société allemande CST STUDIO à été fondée. Apres de nombreuses recherches, la première version de CST Microwave studio fut apparue en 1998. Cette dernière a pour but la conception magnétique. Elle permet l’analyse rapide et précise des dispositifs à haute fréquence tel que : les antennes, les filtres …etc. CST Micriwave studio est un outil spécialisé pour la simulation en 3D des composants à haute fréquence basé sur la résolution des équations de MAXWELL suivant la technique des intégrales finies (FIT, Finit Integration Technique). Comme tous les simulateurs 3D, l’avantage de cet outil est la possibilité de traiter toutes sortes de structures homogènes quelle que soit la technologie utilisée [4]. II. Description générale du logiciel Apres avoir lancé notre logiciel, l’interface ci-dessus apparait pour créer un nouveau projet Figure II.1. : Création d’un nouveau projet Page 14 Chapitre II Description du logiciel CST Créer un projet On clique sur l’icône ‘create project’ et on choisit le type de simulation qu’on souhaite réaliser. Figure II.2.: Choix du type de simulation On clique sur MICROWAVES & RF/OPTICAL puis sur ‘antennas’ Figure II.3 : Choix de la zone de simulation Page 15 Chapitre II Description du logiciel CST Une fois cliqué sur « NEXT », on choisit le modèle de la structure qu’on veut réaliser Figure II.4. : Choix du type d’antenne. On sélectionne le type de simulation (pour nous ce sera Time Domain) Figure II.5. : Choix du type de simulation Page 16 Chapitre II Description du logiciel CST Après avoir sélectionné le Time Domain, on doit effectuer les unités de fréquences à utiliser Figure II.6. : Choix des unités de fréquence En fin, la fenêtre suivante apparait et on clique sur ‘Finish’ pour terminer la création du nouveau projet. Figure II.7. : Fin de la création de nouveau projet Page 17 Chapitre II Description du logiciel CST III. Description générale de l’interface CST Une fois le projet est crée, on accède à l’interface d’utilisateur du CST Figure II.8. : Interface du CST  A l’entête de l’interface, on trouve la barre d’outils qui est un ensemble de raccourcis de la barre de menu.  A gauche de l’interface, nous avons l’arbre de navigation d’où on peut accéder aux éléments structuraux et aux résultats de simulation.  Au corps de l’interface se trouve le plan de travail sur lequel la structure est en 3D.  Au pied de l’interface, nous avons : la liste des paramètres d’où on trouve les variables utilisées pendant la simulation le message qui informe si chaque étape est simulée avec succès. Dans le cas contraire, un message d’erreur apparait. IV. Les différentes formes géométriques On a les formes de bases : Page 18 Chapitre II Description du logiciel CST Par exemple, pour la création d’un cylindre, on clique sur ‘Brick ’ dans la barre d’outils et une fenêtre de dialogue s’affiche pour spécifier les coordonnées de l’objet à créer : Figure II.9. : Fenêtre de dialogue On a le nom par défaut : « SOLIDE1 » qu’on peut renommer, ainsi que le matériel à choisir dans la librairie par exemple : PEC, VACCUM…etc., puis on clique sur « OK ». Apres avoir créé cet objet, il est automatiquement catalogué dans l’arbre de navigation. On peut trouver toutes les formes créées dans le dossier « components ». Lorsqu’on sélectionne une forme sur la rubrique correspondante dans l’arbre de navigation, elle sera affichée opaque tandis que les autres seront transparentes. Page 19 Chapitre II Description du logiciel CST Figur e II.10. : Sélectionner une forme. Une fois que notre forme est créée, on peut changer la vue a tout moment à l’aide de quelques simples commandes comme expliqué ci-dessus : Figure II.11. : Outils d’observation.  Zoom : dans ce, un rectangle de zoom peut être définit en faisant glisser la souris. Apres qu’on relâche le bouton gauche de la souris, le facteur de zoom et l’emplacement de la vue sera mise à jour de sorte que le rectangle remplit l’écran.  Pan : la structure sera déplacée dans le plan de l’écran suivant le mouvement du curseur de la souris.  Rotate : c’est la rotation de la structure autour des axes.  Dynamic Zoom : en déplaçant la souris vers le haut, le facteur de zoom sera diminué, tandis qu’en la déplaçant vers le bas, le facteur de zoom sera augmenté.  Rotate in plane : la structure sera tournée dans le plan de l’écran.  Reset View : réinitialiser le facteur de zoom. Page 20 Chapitre II Description du logiciel CST  Axe : cette option spécifie si le système de coordonnées s’affiche ou non.  Bounding Box : boite limite (volume limite).  Wire Frame : cette commande indique si la forme est affichée par des modèles de fils simples ou objets ombrés solides.  Working Plane : c’est la spécification de la présence ou non du plan de dessin IV.1. la liste historique (the History liste) Une fois qu’une structure géométrique est crée, nous pouvons corriger les erreurs effectuées lors de la génération de cette dernière, comme nous pouvons ainsi revenir à une étape pour modifier, supprimer, ou insérer d’autres opérations et tous cela en utilisant simplement la commande correspondante « History liste » IV.2. L’arbre historique L’arbre historique est un autre outil utilisé pour éditer un objet déjà existant. Supposons qu’on souhaite modifier la longueur d’une brique. Une façon de faire ce serait d’ouvrir « History liste » et modifier l’étape ou la brique a été crée. Cependant, on peut également sélectionner la forme correspondante dans l’arbre de navigation dans le menu ‘Components’, une boite de dialogue (History Tree) s’ouvrira, montrant l’historique de construction de la forme sélectionnée. Page 21 Chapitre II Description du logiciel CST Figure II.12. : Interface de l’arbre historique On clique sur « Define brick», une fenêtre de dialogue apparait montrant tous les paramètres de la brique , on modifie la longueur de la brique et pour obtenir un aperçu de la façon dont le changement influence le modèle, on clique sur « Preview » et si on est satisfait du résultat on clique sur ‘OK’. Figure II.13. : Modification de la longueur de la brique. Création de courbe (curve) Pour créer un élément de la courbe, par exemple un rectangle, on clique sur ‘curve rectangle’ . On clique sur ‘ESC’, une boite de dialogue apparait pour spécifier les coordonnées du rectangle. Page 22 Chapitre II Description du logiciel CST Figure II.14. : Génération d’un rectangle basé sur les courbes. V. Configuration du modèle Système unitaire : Les unités sont définies par défaut après avoir choisit un modèle, mais on peut les changer si elles nous conviennent pas à partir de menu ‘Home »Unité . Figure II.15. : Définition des unités V.1. la fréquence On doit toujours définir une plage de fréquence pour la simulation et ceci c’est en cliquant sur ‘Home » ’ dans la barre d’outils. Figure II.16. : Définition de la plage de fréquence Page 23 Chapitre II Description du logiciel CST V.2. les conditions aux limites Pour définir les conditions aux limites, on suit la procédure ‘Simulation » ’ et cette boite de dialogue apparait : Figure II.17. : Définition des conditions aux limites Pour délimiter la structure lors de la simulation, on spécifie une condition limite pour chaque plan. VI. Configurer les ports On a deux types de ports : ‘Waveguide Port et Discret Port .  Waveguide Port : c’est le plus précis pour la simulation. Par exemple : simuler un guide d’onde, un câble coaxial, ligne micro-ruban.  Discret Port : est souvent le plus utilisé comme source d’alimentation pour les antennes. On définit un port à partir de la barre de menu ‘simulation » et la fenêtre ci-dessus apparait : Page 24 Chapitre II Description du logiciel CST Figure II.18. : Fenêtre de dialogue des ports de guide d’onde VII. Le maillage La génération du maillage d’une structure est réalisée automatiquement. Le maillage peut être configuré en sélectionnant l’icône ‘Global Properties’ dans le menu ‘Simulation’ ou ‘Home’ en cliquant sur . VIII. Moniteur (calcul des champs) Il calcule le gain des champs lointains pour les antennes en fonction des fréquences. Il doit être définit avant qu’une simulation commence. Pour cela, on procède comme suit : « Simulation» ’et on aura la boite de dialogue suivante : Page 25 Chapitre II Description du logiciel CST Figure II.19. : Définition des moniteurs des champs IX. Commencer une simulation Le CST offre plusieurs modèles de solveur puissant tel que : Transit Solver, Frequency Domain Solver …etc. Dans nos simulations, on s’intéresse au « Transit Solver ». On démarre notre simulation à partir de la boite de contrôle de Solveur Temporel , et dans cette dernière uploads/Ingenierie_Lourd/ chapitre-2 8 .pdf