MATLAB联合CST进行仿真。只需要写一个Excel，里面放你的编码序列，然后用MATLA...

原创于 2025-12-04 20:15:00 发布 · 252 阅读

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MATLAB联合CST进行仿真。只需要写一个Excel，里面放你的编码序列，然后用MATLAB导入编码序列，或者你需要的超表面的排列方式。就能够在CST里面自动生成对应的超表面阵列。主要是针对单元个数太多，手动建模麻烦等问题。能够用到涡旋波的生成，雷达散射截面缩减，聚焦波束等等。无论是1比特，还是2比特，3比特等等都可以建模。建模方式迅速，对科研帮助比较大。

半夜两点盯着CST建模界面发呆的朋友们应该都懂这种痛苦——超表面阵列动辄几百上千个单元，每个单元结构参数还不一样，鼠标点得手抽筋不说，眼睛都快被网格线晃瞎了。去年在实验室通宵建模的时候，隔壁组的王师兄扔过来两行MATLAB代码，从此打开了新世界的大门。

先来张图镇楼：左边是传统手工建模界面，右边是用代码生成的超表面阵列。区别就像手工织毛衣和工业缝纫机的效率差。

![对比图]

准备工作其实特简单，先在Excel里把编码序列安排明白。比如搞1比特单元的话，0和1代表两种结构状态，直接拉个二维矩阵就行。如果是2比特可能需要四个状态，用0-3数字表示。最近做的涡旋波生成项目，直接拿螺旋相位分布图转成编码矩阵，存成CSV格式三秒钟完事。

% 读取编码矩阵
code_map = xlsread('vortex_code.csv');  
% 转换为CST可识别参数
unit_size = 5; % 单元尺寸5mm
for i = 1:size(code_map,1)
    for j = 1:size(code_map,2)
        param_struct(i,j).type = code_map(i,j); 
        param_struct(i,j).position = [(i-1)*unit_size, (j-1)*unit_size];
    end
end

这段代码的核心在于把二维编码映射到三维坐标。注意unit_size要和CST里设置的单元尺寸严格对应，否则生成的阵列会错位。有个坑是Excel的行列索引和MATLAB是反的，遇到过好几次矩阵转置错误导致阵列镜像的问题。

生成参数结构体后，直接调用CST的VBS接口才是重头戏。MATLAB的fprintf函数写vbs脚本比直接调用API更灵活，特别是处理复杂结构时：

fid = fopen('auto_build.vbs','w');
fprintf(fid,['Set cst = CreateObject("CSTStudio.Application")' newline]);
for n = 1:numel(param_struct)
    current_param = param_struct(n);
    % 根据编码类型选择结构模板
    switch current_param.type
        case 0
            model_cmd = generate_type0(current_param.position);
        case 1 
            model_cmd = generate_type1(current_param.position);
        %...其他类型
    end
    fprintf(fid,model_cmd);
end
fclose(fid);

这里建议把不同编码对应的结构生成函数封装成单独m文件。上周帮师弟做的雷达散射缩减项目，八个相位状态对应八种金属贴片形状，用这种模块化写法维护起来方便。实测生成200x200阵列的vbs脚本大概需要20秒，在CST里跑建模不到三分钟，比手动操作快了两个数量级。