本文基于参考书《CST仿真设计理论与实践》总结搬运，全面系统讲解CST软件使用，用于自我学习存档及同好交流

本章介绍结果查看与数据后处理的方法，介绍了标准、监视器、后处理模板三类结果的设置与查看方法，详述一维、二维 / 三维结果视图的各类配置方式，还讲解了宏与 VBA 引擎的类型、生成及调用方法，并搭配实操思考题巩固相关实操能力。

模型经求解器可求解得到基于仿真、监视器等多种形式结果及后处理结果。

1 结果查看及相关基础设置

CST 微波工作室的仿真结果分为标准结果、监视器结果、后处理模板结果三类，三类结果在计算资源占用、设置时机、功能特性上差异显著，是结果查看与后处理的基础。本节同时讲解各类结果的核心设置与查看方法。

1.1 仿真结果的三种类型及核心特性

三种结果覆盖从基础仿真数据到自定义派生数据的全维度需求，各类型核心特性与典型示例如下表所示：

表格

结果类型	计算资源占用	设置 / 计算时机	核心特点	典型应用示例
标准结果	小	仿真时默认自动计算	无需用户额外配置，是仿真基础数据，地位核心	S 参数、端口信号、参考阻抗、功率 / 能量曲线
监视器结果	较多	仿真前手动指定并设置	需提前配置参数才能获取，可精准监测场 / 电 / 压等分布	电场 / 磁场空间分布、导体电流 / 路径电压监测数据
后处理模板结果	灵活	仿真后自定义生成	从现有结果中派生，支持个性化数据处理，灵活性强	提取不同频率下方向图增益最大值、自定义场量计算

1.2 标准结果的查看方法

标准结果均归类在软件主界面左侧导航树的1D Results目录下，展开后可直接查看各子项，核心子项的功能与操作如下：

1. Port signals：直接查看各个端口的输入信号波形图；
2. S-Parameters：查看 S 参数基础图，点击1D Plot进入一维视图设置后，可选择绘制幅度、相位、实部、虚部，或转换为极坐标、史密斯图形式；
3. Reference Impedance：查看仿真模型的参考阻抗变化图；
4. Balance：查看 S 参数能量平衡图，注意：此结果仅在未选择开放边界的仿真模型中有效；
5. Power：查看模型各类功率相关的曲线（如输入功率、辐射功率等）；
6. Energy：查看计算域内的能量随仿真时间的动态变化图。

1.3 监视器结果的设置与查看

监视器结果需在仿真任务开始前完成全部设置，无提前设置则无法获取对应监测数据。

1.3.1 监视器的通用操作入口

点击软件顶部Simulation工具栏，在Monitors组中选择监视器类型，CST 提供四种核心监视器：场监视器、电流监视器、电压监视器、场探头监视器。

1.3.2 监视器通用设置三步法

所有监视器均需完成以下基础设置，再进行专属配置：

1. 选择监视器类型（场 / 电流 / 电压 / 场探头）；
2. 设置监视范围：频域监视器定义工作频点，时域监视器定义记录的起始时间与步长；
3. 设置监视器工作子区域：启用该功能后，可自定义监视器生效的空间坐标范围，精准限定监测区域。

1.3.3 各监视器专属设置与应用要求

不同监视器的应用场景、前置条件与设置步骤不同，核心操作如下：

（1）场监视器

• 应用场景：监测电场、磁场、功率流、远场 RCS 等场量的空间分布；
• 专属设置：在设置窗口选择具体监测的场量类型（如 E 场、H 场），定义频域 / 时域监测参数，可选定子区域缩小监测范围。
• 操作参考以上监视器通用设置

（2）电压监视器

• 应用限制：仅可在时域求解器中使用；
• 前置条件：需提前在模型中创建一条曲线作为电场积分路径；
• 核心操作：点击Voltage Monitor，选择预先创建的积分曲线，可勾选Invert orientation调整积分方向，确认后完成设置，仿真后将输出该路径上的电压值（由电场强度积分得到）。

（3）电流监视器

• 应用限制：仅可在时域求解器中使用；
• 前置条件：需提前在模型中创建一条闭合曲线作为积分路径；

• 核心操作：点击Current Monitor，选择预先创建的闭合积分曲线，勾选Invert orientation可调整积分方向，确认后完成设置，仿真后输出路径上的电流值。

（4）场探头监视器

• 核心功能：记录指定空间位置的某一特定电磁场分量，监测位置可在计算域内 / 外；
• 类型划分：时域求解器使用时域场探头，通用频域求解器（四面体网格）使用频域场探头；

• 核心设置：包含三个专属设置选项卡，功能分工明确
  • 通用设置：配置探头名称、监测场量类型、探头朝向及空间位置；
  • 参考点设置：设定模型中所有远场探头的计算原点位置；
  • 解耦平面设置：针对含无限理想导体（PEC）平面的模型，将无限大平面分离为两个半空间进行远场计算，是该类模型远场仿真的必要设置。

1.4 后处理模板结果的设置与查看

后处理模板是仿真后的自定义数据处理工具，无需提前设置，可从现有标准结果 / 监视器结果中派生出个性化数据，大幅提升结果处理的灵活性，适用于二维 / 三维场分布、复值 / 实值一维信号、标量值等各类结果的处理。

1.4.1 后处理模板的操作入口

点击软件顶部Post-Processing后处理工具栏，选择Result Templates打开设置窗口。

1.4.2 后处理模板的核心设置步骤

1. 点击设置窗口首行输入框，展开下拉列表选择模板类型（匹配待处理的结果类型）；
2. 点击Add new post processing step…，选择适合的后处理模板；
3. 在下方列表中自定义模板名称，检查基础配置信息（如关联的原始结果、计算参数）；
4. 点击Evaluate，软件将自动基于原始结果完成计算，生成后处理模板结果。

1.4.3 后处理模板结果的查看位置

结果默认储存在左侧导航树Table文件夹中，按结果类型分类：

1. 一维图像类结果：Table>>1D result；
2. 浮点数值类结果：Table>>0D result；
3. 特殊结果：带有 “-” 标记的模板结果，不储存在 Table 文件夹，需查看该模板对应的官方帮助文档确认储存位置。

2 一维结果视图配置选项

当在左侧导航树选中任意一维结果（如 S 参数、端口信号）时，软件将自动打开一维绘图窗口，支持对绘图属性、显示格式、图像标记进行全方位自定义，满足结果展示与数据分析的需求。

2.1 绘图属性设置

点击一维绘图窗口的Properties，展开下拉列表可完成三类核心设置，覆盖视图的基础样式配置：

1. 坐标轴属性：设置 X/Y 轴的范围（自动 / 固定）、刻度间距、是否启用对数刻度，可调整坐标轴字体样式；
2. 曲线属性：自定义曲线的颜色（自动 / 灰度 / 用户自定义）、线型（实线 / 虚线等）、线宽，设置标记点的形状、大小，可选 “仅显示标记点” 或 “无标记点”；
3. 曲线筛选：在多曲线视图中，可选择显示 / 隐藏指定曲线，精准聚焦核心数据。

2.2 显示格式设置

点击绘图窗口Plot Type组中的图标，可将一维结果转换为八种显示格式，覆盖标量、矢量、阻抗分析等全场景需求，各格式功能如下：

1. 实部（Real Part）：仅显示结果的实部数据；
2. 虚部（Image Part）：仅显示结果的虚部数据；
3. 线性度量（Linear）：采用线性坐标展示结果，适用于常规数值变化分析；
4. 分贝度量（dB）：将结果转换为分贝值展示，适用于功率、增益、S 参数等射频常用指标；
5. 相位（Phase）：仅显示结果的相位信息，适用于相位特性分析；
6. 极坐标（Polar）：将结果转换为极坐标形式，适用于方向特性分析；
7. 阻抗史密斯圆图（Z Smith Chart）：阻抗域史密斯圆图，是射频阻抗匹配分析的核心格式；
8. 导纳史密斯圆图（Y Smith Chart）：导纳域史密斯圆图，适用于导纳匹配分析。

2.3 图像标记设置

点击绘图窗口Marker组中的图标，可给一维视图添加各类标记与注释，方便数据读取与分析，支持四种核心标记类型：

1. 曲线标记：在曲线上指定位置添加标记点，精准读取坐标值；
2. 标签：为曲线 / 标记点添加文字注释，标注核心信息；
3. 测量点：在曲线上添加测量标记，可直接显示该点的数值信息；
4. 坐标轴标记：在 X/Y 轴上添加标记线，方便界定特定数值范围（如 - 10dB 阈值线）。

3 二维 / 三维结果视图配置选项

CST 的二维 / 三维结果视图分为矢量图、标量图两大类，支持箭头图、气泡图、地毯图、等值线图、流线图等多种显示方式，所有配置均通过2D/3D Plot二维 / 三维工具栏完成，适用于场分布、空间数据等可视化分析。

3.1 二维 / 三维绘图窗口核心功能入口

绘图窗口包含四大核心操作区域，分别对应不同的配置需求，功能入口如下：

1. 绘图属性：Update Results（更新结果）、All Transparent（结构透明化）、Properties（详细属性设置）；
2. 显示格式：指定图像类型、生成动画、选择结果显示类型；
3. 剖视图设置：Fields on Plane（激活剖视图功能）、Cutting Plane（设置剖切面位置）；
4. 渐变图例设置：Smart Scaling（自动缩放图例）、Reset Scaling（重置图例）、Unit（修改图例单位）。

3.2 绘图属性详细设置

点击Properties→Plot Properties打开绘图属性设置窗口，包含五个核心选项卡，覆盖二维 / 三维视图的全维度配置，各选项卡功能如下：

1. 标量图设置：配置标量图的图像样式、场量分布样式、显示尺寸，可选 “仅绘制场内部 / 外部”“仅显示选定形状”；
2. 箭头与气泡图设置：设置二维 / 三维等值线图、等值面图、地毯图、箭头图 / 气泡图的参数，如箭头 / 气泡的最大 / 最小尺寸、密度、缩放方式；
3. 流线图设置：配置流线图的样式（管状 / 线状）、流线密度、线条粗细，适用于场量的流向可视化；
4. 渐变图例设置：定义图例的数值范围（自动 / 固定）、刻度数量、步长，启用对数刻度，设置等值线绘制方式，调整图例条带的颜色与强度；
5. 动画设置：设置动画的相位 / 时间范围、帧数，生成并保存场量的动态变化动画，适用于时域场分布的动态分析。

3.3 显示格式设置

显示格式框内图标分为三部分，协同完成二维 / 三维视图的类型与结果定义：

1. 图像类型选择：点击最左侧两个输入框，展开下拉列表选择当前结果可用的图像类型（如箭头图、气泡图、流线图），设置参数参考对应选项卡；
2. 动画生成：中间图标用于生成、预览与保存动画，匹配动画设置选项卡的参数；
3. 结果类型选择：针对复数类型的结果，点击右侧图标选择显示的结果类型，注意：不同结果类型支持的显示模式不同，且相同图标在时域 / 频域求解器下含义可能存在差异，核心结果类型如下：
   • 瞬时结果（Instantaneous）：显示给定相位 / 时间的场量瞬时值；
   • 实部 / 虚部（Real/Imag Part）：仅显示结果的实部或虚部；
   • 最大值（Maximum）：显示仿真全程相位 / 时间中的场量最大值；
   • 平均值（Average）：显示场量的时间 / 相位平均值；
   • 均方根值（RMS）：显示场量的有效值，是交流场量分析的常用指标；
   • 分贝值（dB）：将场量转换为分贝值展示；
   • 相位（Phase）：仅显示场量的相位分布。

3.4 剖视图与渐变图例快捷设置

3.4.1 剖视图设置

点击Fields on Plane激活剖视图功能，可将三维场结果的横截面转换为二维矢量图 / 标量图（匹配原始结果类型），通过Cutting Plane可自定义剖切面的空间位置与方向（如 X/Y/Z 平面），精准查看内部场分布。

3.4.2 渐变图例快捷设置

渐变图例是场分布可视化的核心，可通过快捷图标完成基础设置，无需进入详细选项卡：

1. Smart Scaling：自动根据场量数值范围规划图例的显示区间，适配不同结果；
2. Reset Scaling：将图例的所有设置重置为软件默认值；
3. Special Clamping：修改数值超出图例范围的区域的显示颜色，突出核心场量区域；
4. Unit：快速修改图例对应的物理单位（如 V/m、A/m），适配不同场量类型。

4 宏与 VBA 引擎的应用

除了可视化交互操作，CST 支持VBA（Visual Basic for Applications）语言编程控制，通过宏功能可将重复操作自动化，大幅提升建模与后处理效率，尤其适用于阵列天线、复杂周期结构的建模任务。

4.1 宏的类型与核心区别

宏由 VBA 语言定义，根据完成的任务类型分为两类，核心区别在于操作是否储存在历史列表中，具体特性如下：

1. 结构宏
   • 适用任务：结构建模、监视器设置、模型修改等与模型结构相关的操作；
   • 核心特性：操作会储存在软件的历史列表中，可追溯、可编辑；
   • 应用场景：批量创建相同结构、参数化建模、阵列结构生成。
2. 控件宏
   • 适用任务：结果查看、数据后处理、仿真流程控制等非结构操作；
   • 核心特性：操作不会储存在历史列表中，仅用于任务自动化；
   • 应用场景：批量处理仿真结果、自动生成报告、自定义仿真流程。

4.2 结构宏的快速生成方法

结构宏可通过历史列表快速生成，无需手动编写 VBA 代码，是入门者的首选方式，核心步骤如下：

1. 采用参数化建模方式建立基础模型（如单个贴片天线，参考 CST 第三章内容）；
2. 在软件右侧历史列表中，选中所有需要自动化的建模操作（如创建介质板、贴片、馈线等）；
3. 右键选中的操作，选择Macro...，在弹出窗口中设置宏名称，选择Structure Macro，可选Make globally available将宏设为全局可用；
4. 点击OK完成宏生成，生成后可在宏编辑窗口修改 VBA 代码，如调整结构尺寸、命名、材料等参数；
5. 调用宏：点击顶部Home菜单栏的Macros图标，选择已生成的宏，修改参数后运行，即可快速重现建模操作。

4.3 预加载宏的使用

CST 微波工作室内置了大量工程实用的全局预加载宏，覆盖建模、后处理、结果分析等多个场景，无需自行创建，直接调用即可：

1. 操作入口：点击顶部Home菜单栏→Macros，展开下拉列表；
2. 调用方式：选择需要的预加载宏，点击运行，部分宏支持自定义参数（如阵列规模、尺寸比例）。

5 实操思考题

结合本章所学内容，通过以下实操任务巩固知识点，所有任务均基于 CST 组件库中的内置模型，操作前需先打开对应模型：

1. 基于Rectangle Patch Antenna（矩形贴片天线） 模型，展开 1D Results 中的 S-Parameters，分别查看其幅度、相位、实部、虚部，并尝试转换为极坐标、史密斯图形式，修改一维曲线的颜色与线宽。
2. 在题 1 的基础上，在 S 参数的最小值位置添加测量点标记，绘制 - 10dB 的 Y 轴阈值标记线，读取阈值线与 S 参数曲线交点的频率值，计算该矩形贴片天线的 - 10dB 阻抗带宽。
3. 基于Rectangle Patch Antenna（矩形贴片天线） 模型，在仿真前设置场监视器，定义谐振频率为监测频点，仿真后查看天线周围空间的电场 / 磁场分布；思考并尝试操作：如何设置监视器与视图，精准查看贴片表面的电场分布。
4. 基于Circular Horn Antenna（圆形喇叭天线） 模型，仿真后打开 2D/3D Plot 窗口，生成三维电场分布的箭头图与气泡图；尝试调整箭头 / 气泡的大小、密度与颜色渐变设置，分析何种设置能更清晰地展示喇叭天线的电场辐射分布特点。
5. 利用结构宏完成 33 贴片阵列天线的建模：先创建单个矩形贴片天线的基础模型，通过历史列表生成结构宏，编辑 VBA 代码修改阵列间距、贴片尺寸等参数，运行宏生成 33 阵列结构，参数自拟。