CST MWS仿真頻率設(shè)置與高斯脈沖激勵時長的關(guān)系
該貼源自中6樓hefang的回復(fù)
看后對“仿真頻率為0-200Mhz，高斯脈沖時長為18ns”不甚理解，為什么為18ns，經(jīng)研究后，特發(fā)此貼跟各位大神討論下：
1.仿真頻率定位0-200MHz時，default的脈沖寬度確實為18ns，見下圖：
2. 對其作FT后得到其頻譜，如下圖所示：
結(jié)論：脈沖時長的選取是以其頻譜下降20dB作為標(biāo)準(zhǔn)選取的。
后續(xù)： 我的結(jié)論是否正確？ 如正確，具體如何求得的能否給出理論依據(jù)驗證我的想法！
樓主研究的好細(xì)，好像一般圖1那個高斯脈沖很少稱為18ns脈沖，也就是CST里那么定義，可能就是為了給那個頻段內(nèi)有效激勵。
看到介紹高斯脈沖的文獻(xiàn)定義
圖1的脈沖如果按下降為峰值10% 則是7.5ns脈沖比較多。
也有按下降3dB計算高斯脈沖寬度的，則是4ns。
這個問題我本身并沒有研究過，我是只看CST顯示的excitation signal。不過既然提出來了，一起討論下。
首先在《信號與系統(tǒng)》里激勵函數(shù)確實叫做“脈沖”，全稱叫做“鐘形脈沖信號”，它的函數(shù)表達(dá)式叫做“鐘形脈沖函數(shù)（高斯函數(shù)）”。
對于CST使用-20 dB，這個本身并沒有什么特別的理論。-20 dB意味著99%的能量被包括在0-200 MHz之間的信號頻譜之內(nèi)，頻譜之外從負(fù)無窮到正無窮只有1%的能量。
假設(shè)現(xiàn)在使用-30 dB作為參考值，意味著有99.9%的能量會被包括在內(nèi)，對時域的影響是什么呢？根據(jù)上面頻域信號圖，如果要在200 MHz時達(dá)到-30 dB，那么意味著頻域內(nèi)脈寬被壓縮。按照傅里葉變換的基本原理，時域信號會對應(yīng)展寬。
那么這就變成了這樣一個問題：需要多少硬件資源（仿真時長）來換取更高的仿真準(zhǔn)確度（更完備的激勵能量）。
用Freemat簡單計算一下：（以下只是純理論驗證）
omega = 0 : 200;
tau = 0.045;
F = exp(-(omega*tau/2));
F_log = 10*log10(F);
plot (omega, F_log);
tau等于0.045，高斯脈沖信號在200處是-20 dB左右：
如果要讓200處是-30 dB，tau等于0.07：
也就是說，如果要增加0.1%的信號能量，激勵信號時長增加接近2倍。作為一個工程應(yīng)用，問題轉(zhuǎn)化為：“值嗎？”
頻率越高，高斯脈沖時長越段，脈沖越尖？
看了一下樓上幾位的討論，深感自己當(dāng)年沒有在這個問題上抱有各位的那種鉆研精神，慚愧。。。
我是純靠多仿真積累經(jīng)驗的選手，說說我的理解。
1、高斯脈沖，本身這個是CST最早的時域算法的一個特色，很多人在用慣了HFSS和FEKO這類頻域軟件后，不理解高斯脈沖的作用，總是問類似如何加一個xxxGHz的信號之類的問題。其實高斯脈沖只是一個軀殼，本質(zhì)就是一個包含了用戶關(guān)注的頻率范圍的時域信號。說到這，就很明顯了，改頻率，時域信號就會跟著變。
2、頻率范圍，高斯脈沖包含的頻率范圍，理論化的解釋就是FFT后，信號能量較為集中的頻率內(nèi)，至于有多集中，那就是hefang和樓主的計算了。而說到這，引出一個以前也有很多人問的問題，我關(guān)注1GHz，是不是頻率范圍設(shè)置到1GHz即可？這個問題CST官方給出的建議，是用戶關(guān)注頻點的1.3倍，至于原因，就是希望用戶關(guān)注的頻點處的激勵能量，不會比最高能量的頻點值小太多，因為這樣會導(dǎo)致在邊緣頻點處計算的不精確。
3、能量，能量指的，就是CST的1D result里那個Energy，這個我認(rèn)為在仿真過程中，唯一能告訴我大概多久能仿真完的參數(shù)。只要激勵信號還不是0，仿真空間內(nèi)就會有能量的增加，但是當(dāng)激勵信號=0的時候，就意味著，仿真空間內(nèi)的能量不會增加了，而這時，就是第一個脈沖時間走完的時候，在Energy曲線上，如果你的模型設(shè)置都對，結(jié)果不發(fā)散的話，那么Energy應(yīng)該到了那個歸一化的0dB并將開始減少。通常我們設(shè)置的仿真終止條件，是-30dB，這個-30dB指的就是整個仿真空間內(nèi)，能量衰減到最大值的1/1000時終止。我做那些用很久時間才能仿真完的仿真的時候，就會盯著energy的曲線，根據(jù)斜率，脈沖到達(dá)open邊界的時間，來判斷仿真到底多久能夠結(jié)束。。。
4、諧振，諧振是時域仿真里比較不喜歡出現(xiàn)的，因為諧振使得整個仿真區(qū)域內(nèi)的能量，衰減的極慢，這時，我一般會終止仿真，看修改一下頻率范圍有沒有好點（把已知或未知的諧振頻點隔離到有用的信號外），如果還沒好，時間又緊，我可能會很不情愿的用一下頻域或者積分方程法。。。
5、歸一化，我其實一開始，最不理解的就是CST時域的歸一化。后來有了TLM，我一看那激勵信號都是GV/m的量級，就更糊涂了。。。后來認(rèn)真，仔細(xì)的研究和試驗了一下，明白了這個是怎么回事，大概來說，就是CST的時域激勵是個高斯信號，其仿真結(jié)果，比如探針、場監(jiān)視器，在時域上都是高斯信號激勵出來的結(jié)果，而在頻域上，則是用高斯信號激勵出來的時域結(jié)果FFT后除以高斯信號FFT的結(jié)果，這個過程，就是歸一化。其歸一化的含義，就是把高斯信號的FFT結(jié)果，等效成一個在頻域各點都=1的激勵。這是一個數(shù)學(xué)上的變化，不是物理上的。而TLM算法，則是在激勵的時候，就用一個極大的脈沖，該脈沖的FFT結(jié)果，則就是在全頻段=1，這是物理上的1，不是數(shù)學(xué)上的1。
希望能對大家有點幫助。
不早了，該睡了，明天還得去加班。。。
謝謝解答這個一般人想不到的問題
謝謝你們！
請教樓主，您的ft變換在CST里如何實現(xiàn)。謝謝！
