CST入門18-激勵源之平面波激勵
通過平面波激勵源,可以模擬來自觀測對象遠(yuǎn)距離處的入射波。結(jié)合遠(yuǎn)場監(jiān)視器,可以計(jì)算RCS。
輸入的激勵平面波信號由自定義的電場矢量值(單位:V/m)歸一化。平面波激發(fā)的相位參考位置是全局 WCS 的原點(diǎn) (0,0,0)。
激發(fā)平面波時,需要滿足幾個條件。
平面波激勵無限周期結(jié)構(gòu)時,推薦使用unit cell近似。
邊界條件和背景材料
激發(fā)平面波時,必須滿足幾個條件。首先,在入射方向上必須定義開放邊界條件。在下圖中,一個平面波以(1, 1, 1)方向通過計(jì)算域。全部邊界設(shè)置為開放邊界。
當(dāng)使用平面波源時,其他激勵端口不得位于邊界條件上。background空間應(yīng)為均勻的normal材料,不能用導(dǎo)電材料。
Multilayered background多層背景
材料層的排列可以通過平面波源來激勵(目前僅適用于四面體網(wǎng)格的頻域求解器)。每個層代表一個均勻材料塊,在兩個方向上延伸到無限遠(yuǎn)。該材料是各向同性的,并且可以是有損的。堆疊上下的區(qū)域被視為其相鄰層的擴(kuò)展。Decoupling planes用于分割層和層。
多層背景可以在“Background properties”對話框中使用編輯器進(jìn)行定義。層可以在x、y或z方向上定義。還有一個自動檢測算法,用于在模型中手動構(gòu)建z方向上的多層背景。
Decoupling plane解耦面
如果計(jì)算域被一個無限延伸的金屬平面穿過,需要將其定義為解耦平面。任何與邊界相接觸的PEC平面都會自動檢測為解耦平面。如果檢測失敗或出現(xiàn)錯誤,可以在Plane Wave對話框中手動定義解耦平面。僅支持與笛卡爾坐標(biāo)軸對齊的解耦平面。如果要模擬有限PEC結(jié)構(gòu),在邊界條件設(shè)置中中添加額外空間。
使用解耦面可以限制平面波的激勵范圍,并包含反射波。下圖展示了解耦面(用粉色框標(biāo)記)的效果,后方可見典型的干涉圖案。此外,解耦面還會影響結(jié)構(gòu)的RCS。PEC平面的RCS定義為零。
Polarization極化
平面波激勵可以定義三種不同的極化方式:線、圓或橢圓極化。對于線極化,存在一個電場矢量與固定方向的激發(fā)平面。這個電場矢量根據(jù)使用的excitation signal改變大小。線極化顯示為紅色平面,帶有綠色電場矢量和藍(lán)色磁場矢量:
圓極化或橢圓極化的情況下,存在兩個互相垂直的電場矢量在激發(fā)平面內(nèi)。每個矢量都定義了一個線極化平面波。如果同時激發(fā)這兩個線性極化平面波,則得到的平面波是橢圓極化的。橢圓極化的定義可能會產(chǎn)生特殊情況即圓極化和線極化。
電場矢量的圓極化或橢圓極化是根據(jù)激勵信號同時激發(fā)兩個電場矢量,具有一定的時間延遲。這個時間延遲是針對給定參考頻率和兩個電場矢量之間的相位差計(jì)算出來的。兩個電場矢量的大小可能不同,軸比定義了第一個(主)電場矢量和垂直的第二個矢量之間大小的比。
線極化平面波的特殊情況是當(dāng)兩個電場矢量之間的相位差為0或180度時。圓極化的軸比始終為1,相移始終為+90或-90度。因此,圓極化只有兩種可能的配置:左旋和右旋圓極化。圓極化以綠色的圓弧顯示,從主電場向量(灰色)開始使用箭頭表示使用左旋或右旋圓極化。
如果相位差不等于+90或-90度,或者軸比不等于1,則是橢圓極化。橢圓極化的顯示方式類似于圓形極化,用一個橢圓弧表示其極化方向和大小。
如果在參考頻率處相位差為正,則對于在參考頻率處定義的電場監(jiān)測器,主場矢量達(dá)到最大值時的相位為0度。如果相位差為負(fù),則電場監(jiān)測器在參考頻率下記錄的場之間將存在額外的相位差,并且在平面波定義可視化時將顯示為綠色箭頭。
右旋圓極化平面波的空間場分布在固定時間內(nèi)呈現(xiàn)出左旋方向沿傳播方向的旋轉(zhuǎn):