同軸腔體中電磁波頻譜的變化
如圖所示三個(gè)圖都是在同一個(gè)腔體里,同一個(gè)檢測位置測得的電場強(qiáng)度信號的頻譜圖(電磁波信號是由一個(gè)高斯脈沖電流源產(chǎn)生)
三者的區(qū)別是:第一個(gè)是檢測時(shí)長為20ns,第二個(gè)檢測時(shí)長為60ns,第三個(gè)檢測時(shí)長為100ns(檢測時(shí)長表示采集點(diǎn)從0時(shí)刻開始連續(xù)采集信號的時(shí)長)
由于采樣頻率不一樣,所以在matlab上橫坐標(biāo)的長度不一樣,但是在頻率范疇里是一致的(即峰值出現(xiàn)的頻點(diǎn)實(shí)際上是一樣的)。
對于三幅圖的現(xiàn)象一開始我以為是:隨著檢測時(shí)長的增加,腔體內(nèi)電磁場逐漸趨于穩(wěn)態(tài),諧波的能量逐漸轉(zhuǎn)移到特征譜線上,因此特征譜出現(xiàn)的頻點(diǎn)信號能量明顯增強(qiáng),而諧波能量明顯減弱(這里特征譜指的是低頻部分的較強(qiáng)信號)。
但是我發(fā)現(xiàn)當(dāng)檢測時(shí)長變?yōu)?00ns時(shí),特征譜上的信號能量沒有增強(qiáng),基本保持不變,但是其他頻點(diǎn)的能量還是繼續(xù)減弱,所以與上面存在矛盾。
最終的結(jié)論為:信號能量在轉(zhuǎn)移的同時(shí)信號再在衰減,所以特征譜的信號能量在100ns之后基本保持不變是因?yàn)橛芍C波能量轉(zhuǎn)移獲得的能量和衰減損耗的能量相持平。
對于上面的結(jié)論是否正確我不得知,如果不同頻率諧波的能量能轉(zhuǎn)移,那豈不是信號的頻率成分在改變,想不明白。希望高手指點(diǎn)
先明確一下:這個(gè)是CST的仿真問題還是純數(shù)字信號處理問題?
當(dāng)然是CST的問題,確切的說應(yīng)該是用電磁波的相關(guān)理論來解釋CST仿真的結(jié)果或者現(xiàn)象
那可不可以詳細(xì)描述一下CST的仿真流程的細(xì)節(jié)?
用的哪個(gè)工作室?
檢測電場強(qiáng)度用的是E-Field Monitor還是Probe?
檢測時(shí)長是用哪個(gè)參數(shù)實(shí)現(xiàn)的?
最好能附帶模型文件。
電場強(qiáng)度檢測用的是probe
檢測時(shí)長:因?yàn)榧?lì)源是自定義的,在激勵(lì)源設(shè)置的窗口有個(gè)settings副窗口,在里面有個(gè)總時(shí)長設(shè)置。檢測時(shí)長就表示總時(shí)長
我給你一個(gè)檢測時(shí)長為100ns的文件吧
腔體結(jié)構(gòu)尺寸:內(nèi)徑*外徑*長度=40*160*1000
圓柱腔體材料:鋁(電導(dǎo)率=3.72e7)
端面材料:環(huán)氧樹脂(相對介電常數(shù)r=4)
腔體內(nèi)介質(zhì)材料:SF6(相對介電常數(shù)r=1)
仿真頻率范圍:0—2GHZ
邊界條件:XY平面兩個(gè)端口面采用open(add space)邊界,
XZ平面的上下兩面和ZY平面的前后兩面采用電邊界
我這里的頻譜圖是用matlab求的,不知道什么原因matlab求得頻譜圖與CST中的頻譜圖不一致。在CST的頻譜圖中600MHZ以下的信號強(qiáng)度非常小。 而1.5GHZ以上的強(qiáng)度超大。 不過把600MHZ以下的放大后發(fā)現(xiàn)其峰值出現(xiàn)的頻點(diǎn)跟matlab一致。但是CST中1.5GHZ以上的信號強(qiáng)度超大我是在無法理解。因?yàn)槲铱磿r(shí)域波形圖時(shí) 可以看出主信號的周期明顯大于1ns的,并且我試了XFDTD軟件,同樣把XFDTD中的時(shí)域波形數(shù)據(jù)導(dǎo)入MATLAB中進(jìn)行頻譜轉(zhuǎn)化,其結(jié)果與XFDTD自身的轉(zhuǎn)化后頻譜圖是一致的,所以頻譜計(jì)算我都在matlab里算。數(shù)據(jù)倒來倒去的累死了。 不知道CST頻譜為什么會(huì)這樣
看你后面的補(bǔ)充:橫坐標(biāo)量綱是“MHz”吧,按照第一幅圖:20ns的譜圖可以得知該信號的截止頻率在200MHz左右,根據(jù)那奎斯特采樣定理可以推知采樣頻率至少400MHz才能夠保證信號不失真;400MHz對用的檢測時(shí)長是2.5ns;你后來用60ns,100ns采樣,俺個(gè)人覺得失真度太大,不可信,個(gè)人理解,僅供參考~
我這里的檢測時(shí)長跟采樣頻率沒有關(guān)系的,檢測時(shí)長只不過是采集點(diǎn)持續(xù)采集信號的時(shí)間長短。
實(shí)際上由于檢測時(shí)長增加,CST中采樣頻率也隨之下降(否則數(shù)據(jù)點(diǎn)個(gè)數(shù)就會(huì)翻倍的增加) 采樣頻率可以從CST保存文件Result中找到那些保存的時(shí)域數(shù)據(jù)點(diǎn),例如20ns時(shí)長時(shí),數(shù)據(jù)點(diǎn)之間的間隔時(shí)長為0.004463ns,所以對應(yīng)的采樣頻率為224GHZ
時(shí)域數(shù)據(jù)點(diǎn)是你自己設(shè)置的,不是所需的采樣頻率;
采樣頻率是對提供激勵(lì)的能量采集而言的,對你的“檢測時(shí)長”概念不太清楚,是不是左邊欄激勵(lì)信號下的時(shí)域過程?如果是的話,它是根據(jù)你所設(shè)頻率帶自動(dòng)設(shè)置的當(dāng)然你可以自己編輯激勵(lì)信號,不知道你所說的“檢測時(shí)長”是不是這個(gè)概念?
上述的采樣頻率是根據(jù)激勵(lì)信號的激勵(lì)時(shí)長決定的,進(jìn)而采樣頻率決定了所獲得能量譜的頻率譜中心頻率(滿足你的頻段要求:所設(shè)頻段合理處在前述中心頻率左右)
個(gè)人理解,恐怕不嚴(yán)格,歡迎各位不吝嗇賜教~
學(xué)習(xí)了!