如何使用離散遠(yuǎn)場(chǎng)源 - 輻射功率和多極子展開
之前寫過(guò)一篇如何導(dǎo)出和查看遠(yuǎn)場(chǎng)數(shù)據(jù)，包括遠(yuǎn)場(chǎng)源ffs格式：如何導(dǎo)出和查看farfield遠(yuǎn)場(chǎng)數(shù)據(jù) --- ffs，txt，csv
打開ffs查看，可見就是坐標(biāo)、頻點(diǎn)、輻射功率和遠(yuǎn)場(chǎng)電場(chǎng)等信息：
這里要強(qiáng)調(diào)一下，雖然激勵(lì)功率都是0.5W，但是遠(yuǎn)場(chǎng)源作為“輻射源“，激勵(lì)的功率是radiated power，也就是輻射功率，圖中的0.492W，不是“激勵(lì)”功率 stimulated power 0.5W，這個(gè)很多人還不知道。
然后我們看看如何更好的在I和A求解器中使用遠(yuǎn)場(chǎng)源，因?yàn)橛械臅r(shí)候有用戶發(fā)現(xiàn)導(dǎo)入的遠(yuǎn)場(chǎng)源和原文件的遠(yuǎn)場(chǎng)源在形狀、效率和方向性這些方面有一點(diǎn)差別。
開一個(gè)空的I求解器或A求解器項(xiàng)目，導(dǎo)入遠(yuǎn)場(chǎng)源的方法很多，最簡(jiǎn)單的是直接拖拽到界面：
很多用戶為了方便也是這么做的，但是沒注意到提示，可以按CTRL開始導(dǎo)入選項(xiàng)。不開選項(xiàng)就直接導(dǎo)入了：
這時(shí)候再想改導(dǎo)入選項(xiàng)就得進(jìn)去屬性了：
位置在這不能改了，要改就Transform移動(dòng)旋轉(zhuǎn)場(chǎng)源。
另一個(gè)方法是界面點(diǎn)擊導(dǎo)入場(chǎng)源，導(dǎo)航樹和仿真頁(yè)下都有：
這樣也進(jìn)入導(dǎo)入設(shè)置：
這個(gè)界面有個(gè)重點(diǎn)，Calculate multipole coefficients，默認(rèn)開啟并且是自動(dòng)模式。用遠(yuǎn)場(chǎng)源仿真之后，可查看多級(jí)頻譜：
可見指數(shù)式下降，然后自動(dòng)停在一定階數(shù)：
多級(jí)系數(shù)Multipole Coefficients在遠(yuǎn)場(chǎng)源導(dǎo)入中的作用是什么？
遠(yuǎn)場(chǎng)計(jì)算描述了遠(yuǎn)離給定電磁波源的場(chǎng)行為。與所考慮的波長(zhǎng)相比，距離足夠遠(yuǎn)。這意味著 1 / r^n, n = 2,3... 的高階項(xiàng)可以忽略，因此主要存在橫向場(chǎng)分量。CST為用戶導(dǎo)入遠(yuǎn)場(chǎng)源提供了計(jì)算多極系數(shù)并根據(jù)要求設(shè)置所需精度級(jí)別的能力。
當(dāng)遠(yuǎn)場(chǎng)源作為天線在近場(chǎng)中的近似行為導(dǎo)入時(shí)，或者在天線的近場(chǎng)中存在的結(jié)構(gòu)，亦或者天線被替換為等效遠(yuǎn)場(chǎng)源時(shí)，為了重建近場(chǎng)效應(yīng)，遠(yuǎn)場(chǎng)源利用多極展開，它有助于通過(guò)遠(yuǎn)場(chǎng)更準(zhǔn)確地重建近場(chǎng)行為，即有助于將遠(yuǎn)場(chǎng)源置于近場(chǎng)區(qū)域。
如果遠(yuǎn)場(chǎng)數(shù)據(jù)非常復(fù)雜并且有很多變化、零點(diǎn)等，那么達(dá)到重建近場(chǎng)行為所需的準(zhǔn)確度水平所需的多極度數(shù)將會(huì)很高。多極展開精度的一個(gè)很好的指標(biāo)是在模擬后檢查一維文件夾中的多極光譜結(jié)果。如果多極譜曲線以對(duì)數(shù)方式衰減，則重建成功。
即使多極擴(kuò)展在使用遠(yuǎn)場(chǎng)數(shù)據(jù)重建近場(chǎng)行為方面可能非常強(qiáng)大，但遠(yuǎn)場(chǎng)源與結(jié)構(gòu)的仍存在最小距離限制。隨著多極度數(shù)的增加，遠(yuǎn)場(chǎng)源的直徑也會(huì)增加。因此，如果遠(yuǎn)場(chǎng)源內(nèi)部存在任何結(jié)構(gòu)或探針，它們可能會(huì)產(chǎn)生錯(cuò)誤的結(jié)果。對(duì)此有以下解決方案：
使用端口激勵(lì)或近場(chǎng)源，而不是遠(yuǎn)場(chǎng)源。
在導(dǎo)出遠(yuǎn)場(chǎng)源時(shí)，使用不同分辨率，并檢查多極頻譜是否(對(duì)展開階數(shù))收斂更快。
刪除不需要的場(chǎng)源數(shù)據(jù)，某些角度范圍是不必要的。
小結(jié)：
1. 若遠(yuǎn)場(chǎng)離結(jié)構(gòu)夠遠(yuǎn)，可不用多級(jí)展開，直接用原本的遠(yuǎn)場(chǎng)源；
2. 遠(yuǎn)場(chǎng)里結(jié)構(gòu)較近，推薦使用多級(jí)展開，高階可以更準(zhǔn)確擬合遠(yuǎn)場(chǎng)圖，但是增加遠(yuǎn)場(chǎng)圖尺寸；避免階數(shù)太高可以用默認(rèn)automatic自動(dòng)計(jì)算，或用上面三個(gè)解決方案。
3. 遠(yuǎn)場(chǎng)源激勵(lì)功率不是0.5W，而是輻射功率。
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