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CST中元胞邊界(Unit Cell)與周期邊界(Periodic)的區(qū)別
在CST微波工作室中,有兩種邊界條件可以仿真周期性結(jié)構(gòu),分別為:元胞邊界(unit cell)和周期邊界(periodic)。
關(guān)于這兩種邊界條件的實際應(yīng)用,工程師比較容易混淆,這里對二者做個詳細(xì)的對比說明。這兩種周期邊界的具體使用條件區(qū)別如下:
• 求解器的限制:
>> 元胞邊界條件 ( Unit Cell ) 只能使用頻域求解器
>> 周期邊界(Periodic)可以使用頻域求解器(FEM)和時域求解器(FITD)
• 結(jié)構(gòu)形式的限制:
>> 元胞邊界 ( Unit Cell ) 可以在任意角度上呈周期性,但只能實現(xiàn)二維平面(XY平 面)的周期結(jié)構(gòu)
>> 周期邊界(Periodic)只能沿著坐標(biāo)軸呈周期性,可以實現(xiàn)一維(沿某一坐標(biāo)軸 呈周期結(jié)構(gòu))、二維(沿任意兩個坐標(biāo)軸組成的平面呈周期結(jié)構(gòu))、三維周期結(jié)構(gòu)(在X/Y/Z三個方向上均呈周期性)
• 適用范圍:
>> 元胞邊界 ( Unit Cell ) 主要用于散射問題仿真(仿真結(jié)構(gòu)對空間電磁波的散射,例如FSS平面)
>> 周期邊界(Periodic)解決的是輻射問題仿真(仿真波導(dǎo)端口周期激勵下對空間的輻射,如相控陣天線)
接下來,通過實際的仿真設(shè)計實例來進(jìn)一步說明元胞邊界(Unit Cell) 條件與周期邊界(Periodic)條件的區(qū)別。設(shè)計實例分別仿真以下三種情況:
A:使用FEM+元胞邊界(Unit Cell)條件仿真波導(dǎo)相控陣天線的散射
B:使用FEM+周期邊界(Periodic)條件仿真波導(dǎo)相控陣天線的輻射方向圖(任意相移)
C:使用FITD +周期邊界(Periodic)條件仿真波導(dǎo)相控陣天線的輻射方向圖(0和180度相移)
三種情況仿真相同的結(jié)構(gòu)模型,該模型是一個波導(dǎo)相控陣天線,其一個單元結(jié)構(gòu)如下如所示,單位:mm。
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