[HFSS]Floquet port激励及主从边界设置(实例)

it2023-11-11  83

Floquet port激励及主从边界设置

1.Floquet port简介2.基本模型建立3.主从边界设置4.wave port 设置5.floquet port 设置6.Analysis setup7.验证、仿真8.结果演示

1.Floquet port简介

对于阵列天线,可以选择对单元天线通过Floquet port激励, 从而形成周期延拓的天线阵列

2.基本模型建立

直接通过HFSS仿真矩形波导实例来简单了解Floquet port 的设置过程 需建立的模型如图: 称上面的矩形为矩形1,下面的矩形为矩形2 基本设置如下: unit:mm solution type:modal Add properties: 上面的矩形: 下面的矩形:

3.主从边界设置

首先按F进入Face选择,选择矩形1 +x轴方向的面,右击如下: 从矩形1的右下角点一下,再在左下角点一下,得到的方向是自定义坐标轴中的U方向,同时生成了V方向轴 选择OK,然后可在Boundaries看到刚刚设置的主边界 主边界和从边界都是成对出现的,而且它们的U-V坐标轴的方向要一致。 然后设置从边界,翻过去背面,选择矩形1 -x轴方向的面

这时点击矩形1左下角,再点击右下角,得到跟主边界一样方向的U轴,同时V轴也定好了。注意下图中圈出的地方,Reverse表示V轴方向翻转,使得U-V轴都指向所定义的平面。 其余条件默认即可。 这样一对主从边界就定义好了。 按照我的理解,如果只有刚刚设置的主从边界, 在无限延拓时就会按照x轴的方向进行延拓。 如果我们想要向四周延拓,那我们还需要定义一个主从边界 我们返回矩形1的正面,选择矩形1的 左侧面作为主边界,右侧面作为从边界。 步骤同上。

4.wave port 设置

接下来设置激励端口 首先是Wave port 将矩形2底面设置为Wave port

这里需要勾选Reverse,具体原因还没弄懂 其余默认

5.floquet port 设置

选择矩形1的上表面来设置 floquet port 设置A B的方向分别为 +x轴 和 +y轴 可通过模式计算看到,除了第一第二种模式,其余模式在传播是都会有衰减,这里直接忽略,选择两种模式即可。 剩下设置保持默认,可以在Boundaries看到已经设置好的floquet port

6.Analysis setup

注意这里是299.79M Hz 按”ENTER“完成设置 SWEEP设置保持默认即可

7.验证、仿真

先Validate,没问题后Analyze All

8.结果演示

先解释一下为什么会有两个激励端口,一开始我也没搞懂,问了师兄才知道: 当我们设置了两个激励端口是,会默认将其中一个端口的发射功率设置为0W,而且默认为50欧姆的负载。 依次按下: excitations->右键->Edit Source 如图可以看出,只有一个模式功率不为0。 可是,这里也是可以设置的,比如现在是 从Floquet port 发射波,Wave port 接收波 做以下修改:

从Wave port 发射波,Floquet port 接收波 接下来选择Analysis->setup1->右键->Matrix Data 解释一下该矩阵各个参数的意义(以从Floquet port 发射波,Wave port 接收波为例): 1.可以看到该矩阵是中心对称的,数值一样的参数具有相同的物理意义。 (忽略每个参数的第二项,如(0.22696,148),我们需要知道的是0.22696就可以了)

2.第一行第一列的参数( FloquetPort1:1 , FloquetPort1:1),即0.22696,即我们所熟知的反射系数S11,其中 FloquetPort1:1代表的是TE00模式。 意义是从Floquet port发射TE00模的波,在Floquet port处的反射系数。

3.第二行第二列的参数( FloquetPort1:2 , FloquetPort1:2),即0.22748,其中 FloquetPort1:2代表的是TM00模式。 意义是从Floquet port发射TM00模的波,在Floquet port处的反射系数。

4.第一列第三行的参数,即0.9739,代表着 从Floquet port发射TE00模的波,在Wave port处接收,即传输系数

5.再看第一列第四行的参数,即0.0010658,非常下,说明: 从Floquet port发射TE00模的波,在Wave port处接收TM00的波,的传输系数 说明TE00于TM00是正交的,基本无能量的传递

OK~基本就是这样设置Floquet port 了, 以上是直接在正上方发射平面波, 后续还会改变入射角,移步我的下一篇博客。 [HFSS]Floquet port扫描角设置 thanks~

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