cst激勵(lì)源之波導(dǎo)端口

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1、CST激勵(lì)源之波導(dǎo)端口波導(dǎo)端口是一種特殊種類(lèi)的解算域邊界條件，它可以刺激能量的吸收，這一切都是是通過(guò)2D頻域解算器求解二維端口面內(nèi)可能本征模實(shí)現(xiàn)的，且端口處每種可能的電磁場(chǎng)解析解都可以通過(guò)無(wú)數(shù)模式的疊加求得，然而，實(shí)際上，少量的模式就可以進(jìn)行場(chǎng)仿真了，求解計(jì)算中需要考慮的模式數(shù)可以在WaveguidePort對(duì)話(huà)框中設(shè)定。這里要注意：激勵(lì)波導(dǎo)端口的輸入信號(hào)是規(guī)一化到峰值功率為1sqrt（Watt）使用波導(dǎo)端口要根據(jù)不同需求、不同特點(diǎn)的端口類(lèi)型的數(shù)量定義。因而，我們首先必須精確的判定激勵(lì)問(wèn)題的類(lèi)型，然后在選擇并定義合適

2、的波導(dǎo)端口。在具有不均勻性、可獲得broadbandports（寬帶端口）或者具有inhomogeneousportaccuracyenhancement（非均勻端口精度加密）特色的情況下，我們可以選擇使用normalwaveguideports（標(biāo)準(zhǔn)波導(dǎo)端口），與此同時(shí)，multipinports可以計(jì)算凋落的TEM模。標(biāo)準(zhǔn)波導(dǎo)端口標(biāo)準(zhǔn)波導(dǎo)端口即我們經(jīng)常使用的矩形或圓形波導(dǎo)結(jié)構(gòu)，通過(guò)PEC邊界條件屏蔽，因而端口模式就被限制在端口區(qū)域內(nèi)均勻波導(dǎo)端口右圖是一個(gè)均勻、矩形標(biāo)準(zhǔn)波導(dǎo)端口，通過(guò)normalwaveguideo

3、perator解算。下圖中是一個(gè)具有三個(gè)模式的波導(dǎo)端口，這里按各自的截止頻率來(lái)分類(lèi)。傳播模式數(shù)的多少取決于選取的頻率范圍。在瞬態(tài)仿真時(shí)，建議考慮所有的傳播模式，因?yàn)槲纯紤]的模式將在端口處引起反射。對(duì)于凋落模式也采用同樣的考慮，如果必要的話(huà)，求解器將檢查這些情況并給出警告信息。非均勻波導(dǎo)端口如果波導(dǎo)由兩種或兩種以上材料的介質(zhì)填充如右圖所示，那么模式就呈現(xiàn)頻率依賴(lài)性，如下圖所示就是三個(gè)不同頻點(diǎn)的TE模，頻率越高（從左到右頻率逐漸增加），那么場(chǎng)就更加集中在具有高介電常數(shù)值的材料中（圖中淺褐色部分所示）。因?yàn)闃?biāo)準(zhǔn)的波導(dǎo)解算器

4、只計(jì)算指定頻點(diǎn)處的場(chǎng)模式，對(duì)于寬帶內(nèi)計(jì)算場(chǎng)模式將會(huì)報(bào)錯(cuò)。因此我們需要打開(kāi)瞬態(tài)解算器中Special對(duì)話(huà)框（如下圖所示）。激活其中的broadbandportoperator（寬帶端口解算器），這里，端口模式將在多個(gè)頻點(diǎn)處計(jì)算并求解出可以接受的寬帶結(jié)果。同軸波導(dǎo)端口或連接器和上面的波導(dǎo)端口相比，同軸端口或連接器擁有一個(gè)或更多的內(nèi)導(dǎo)體。在端口處如果存在一個(gè)以上的內(nèi)導(dǎo)體將產(chǎn)生截止頻率為0的TEM模。右圖中的均勻同軸波導(dǎo)由一個(gè)外導(dǎo)體和四個(gè)內(nèi)導(dǎo)體構(gòu)成，因此存在三個(gè)不同TEM模式，如下圖所示。這些模式是凋落模（具有相同的傳播常數(shù)

5、），且可以疊加產(chǎn)生新的模式，這是因?yàn)樗麄儽舜耸钦坏?。因此，下圖所示的模式解僅僅是一種可能解，因而我們建議你使用multipinoperator功能指定你期望激勵(lì)的模式。非均勻同軸波導(dǎo)或連接器端口假定為輕微不均勻同軸波導(dǎo)或同軸連接器端口，通過(guò)使用MultipinPort，依舊會(huì)疊加產(chǎn)生許多QTEM模，然而，切記：不同模式的的傳播常數(shù)是不同的，這將產(chǎn)生錯(cuò)誤信息。假定不均勻錯(cuò)誤已經(jīng)不能忽略調(diào)，那么所有的端口應(yīng)該定義為Single-ended，在仿真結(jié)束后，single-endedS參數(shù)將作為后處理中一部分，然后在CSTD

6、ESIGNSTUDIO?中通過(guò)類(lèi)似結(jié)構(gòu)的multipin配置的微分激勵(lì)重新合并計(jì)算。微帶線(xiàn)不像同軸波或矩形波導(dǎo)，微帶線(xiàn)是開(kāi)放且不均勻結(jié)構(gòu)，這使得在時(shí)域仿真中受到一定的限制。然而，為了獲取更精確的結(jié)果，我們應(yīng)該考慮下面的幾個(gè)方面：首先，在2D本征模計(jì)算中沒(méi)有開(kāi)放邊界條件，基于此，時(shí)域中的開(kāi)放邊界條件則被2D本征模計(jì)算中的磁邊界條件取代。因此，為改善精度在遠(yuǎn)區(qū)對(duì)重要的模式場(chǎng)盡可能的設(shè)置邊界條件是很重要的。由于端口的跳變，高次模就有可能產(chǎn)生，從而降低求解精度。其次，由于端口區(qū)域的不連續(xù)性，波導(dǎo)解算器waveguideope

7、rator增加了模式計(jì)算次數(shù)以及距離從而降低了精度，同時(shí)發(fā)生的寬帶錯(cuò)誤也可能不再使用inhomogeneousportaccuracyenhancement（在瞬態(tài)求解對(duì)話(huà)框中設(shè)定）功能，這個(gè)特征使用fulldeembedding就需要所有端口模式的激勵(lì)，因此，慎重的激活該功能是明智的，如果可能的話(huà)，可以使用S-parametersymmetries，下面給出微帶線(xiàn)的例子，都是基于標(biāo)準(zhǔn)波導(dǎo)端口解算器（normalwaveguideoperator）。單根微帶線(xiàn)右圖是一個(gè)有兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)波導(dǎo)端口的簡(jiǎn)單微帶線(xiàn)，下圖中的左圖給出

8、了求得的S參數(shù)，由于chosenmodecalculationFrequency選擇模式計(jì)算頻率，在10GHz左右，其反射是正確的，作為對(duì)比，右圖中則給出了使用fulldeembedding的結(jié)果，在整個(gè)期望的頻率范圍內(nèi)其反射小于－60dB。帶有接地平面的兩個(gè)導(dǎo)體微帶線(xiàn)下圖給出帶有接地平面的兩個(gè)導(dǎo)體微帶線(xiàn)的奇模、偶模分布，由于端口區(qū)域的不連續(xù)性