微带传输线 -博天堂登陆

本期看一个自带案例，微带线的本征模分析。

 

 

                           

仿真频率范围是0-15ghz，求解器为e。

 

 

 

只计算一个基础模。

 

 

 

背景距离在y 的空气方向上加大。

 

 

边界是x与y都是电边界，中心对称磁边界，z传播方向为周期边界，符合基础模的电磁场分布。

 

 

 

单元长度为d=0.004m

 

 

周期边界相位参数化：phase

 

 

 

 

这个案例预先运行了这个宏，这个宏必须是phase参数扫描用，并且phase不可为零（等下解释为什么）：

 

 

所以参数扫描界面可以看见“userdefined”标志。

 

 

 

如果没有此步骤，参数扫描仿真结束后，只有基础的模式结果：

 

 

 

通过此步骤，参数扫描仿真结束后，结果出会有更多的慢波结构相关的结果：

 

 

 

“userdefined”这个代码是根据三维的本征模电场，提取一系列的数据。比如需要波长：

 

 

 

所以扫描角不可为零。

 

那么扫描角到底是在做什么？根据帮助文档，“phase“是两个周期边界的电场相位差：

 

 

 

分析结果：

 

1.    phase velovity相位速度：

相位速度是对光速归一化，也就是说，这里看到0.38左右的值，表示波相位以0.38倍的光速传播，所以叫慢波结构。相速度快过光速就是快波结构。

 

 

 

单位是rad/s/(rad/m)=m/s.

 

 

2.    dispersion diagram色散图

 

这个结果是传播常数beta的色散曲线，单位是rad/m：

 

 

 

其实把频率换成角频率omega，beta对归一化，就能得到传说中的色散曲线。很多用户将这些数据导出再画线，本期就给大家展示如何在cst中完成。先拿omega：

 

 

 

后处理，起个好名，evaluate，应用于全部参数扫描的结果：

 

 

当然先忽略这时的横坐标名称，以及不是频率了：

 

 

再对beta归一（单元长度为d=0.004m）：

 

 

 

 

 

 

将xy互换：

 

 

 

 

 

新建1d文件夹，将最后的结果mode1拷贝进入。右键点击曲线属性，设置横纵坐标名称。

 

 

 

 

 

 

拓展一下x轴：

 

 

 

 

导入空气线：

 

 

 

 

 

计算方法（归一化）：

1*pi/0.004*2.998e8/1e9=235.46

 

 曲线放在一起:

 

 

 

 

其实这个图也是表示相速度和光速的关系，这里看到红线较低，处于慢波区间。感兴趣的用户可以继续验证，看红线除以绿线是不是等于phase velocity。

 

 

3.    group velovity群速度：

 

 

 

 

4.   pierce 耦合阻抗，功率流，电场：

 

 

 

电场是总场e（abs），包含各次空间谐波。功率流p是1焦耳乘以群速度。

 

 

 

 

 

小结：

1.    相位扫描需要参数“phase”，所以强烈建议开始时用模板，省事很多。

2.    phase不要为零。

3.    可在cst中获取文献中常见的v型色散图，用于研究能级禁带超材料等等。

 

（内容、图片来源：cst仿真专家之路公众号，侵删）

 

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