微帶傳輸線本征模CST仿真分析實例
本期看一個自帶案例，微帶線的本征模分析。
仿真頻率范圍是0-15GHz，求解器為E。
只計算一個基礎(chǔ)模。
背景距離在Y+的空氣方向上加大。
邊界是X與Y都是電邊界，中心對稱磁邊界，Z傳播方向為周期邊界，符合基礎(chǔ)模的電磁場分布。
單元長度為d=0.004m
周期邊界相位參數(shù)化：phase
這個案例預(yù)先運行了這個宏，這個宏必須是phase參數(shù)掃描用，并且phase不可為零（等下解釋為什么）：
所以參數(shù)掃描界面可以看見“userdefined”標(biāo)志。
如果沒有此步驟，參數(shù)掃描仿真結(jié)束后，只有基礎(chǔ)的模式結(jié)果：
通過此步驟，參數(shù)掃描仿真結(jié)束后，結(jié)果出會有更多的慢波結(jié)構(gòu)相關(guān)的結(jié)果：
“userdefined”這個代碼是根據(jù)三維的本征模電場，提取一系列的數(shù)據(jù)。比如需要波長：
所以掃描角不可為零。
那么掃描角到底是在做什么？根據(jù)幫助文檔，“phase“是兩個周期邊界的電場相位差：
分析結(jié)果：
1. Phase velovity相位速度：
相位速度是對光速歸一化，也就是說，這里看到0.38左右的值，表示波相位以0.38倍的光速傳播，所以叫慢波結(jié)構(gòu)。相速度快過光速就是快波結(jié)構(gòu)。
單位是rad/s/(rad/m)=m/s.
2. Dispersion Diagram色散圖
這個結(jié)果是傳播常數(shù)beta的色散曲線，單位是rad/m：
其實把頻率換成角頻率omega，beta對歸一化，就能得到傳說中的色散曲線。很多用戶將這些數(shù)據(jù)導(dǎo)出再畫線，本期就給大家展示如何在CST中完成。先拿omega：
后處理，起個好名，evaluate，應(yīng)用于全部參數(shù)掃描的結(jié)果：
當(dāng)然先忽略這時的橫坐標(biāo)名稱，以及不是頻率了：
再對beta歸一（單元長度為d=0.004m）：
將XY互換：
新建1D文件夾，將最后的結(jié)果Mode1拷貝進(jìn)入。右鍵點擊曲線屬性，設(shè)置橫縱坐標(biāo)名稱。
拓展一下X軸：
導(dǎo)入空氣線：
計算方法（歸一化）：1*pi/0.004*2.998e8/1e9=235.46
曲線放在一起:
其實這個圖也是表示相速度和光速的關(guān)系，這里看到紅線較低，處于慢波區(qū)間。感興趣的用戶可以繼續(xù)驗證，看紅線除以綠線是不是等于phase velocity。
3. Group velovity群速度：
4. Pierce 耦合阻抗，功率流，電場：
電場是總場E（abs），包含各次空間諧波。功率流P是1焦耳乘以群速度。
小結(jié)：
1. 相位掃描需要參數(shù)“phase”，所以強烈建議開始時用模板，省事很多。
2. Phase不要為零。
3. 可在CST中獲取文獻(xiàn)中常見的V型色散圖，用于研究能級禁帶超材料等等。
