CST仿真后散射近場提取案例
由于三維電磁計算的結果都是總場,經(jīng)常有同學問怎么只看散射場。本案例用光頻的散射結構演示近場的散射場提取,流程和方法也適用于其他頻段。注意這里的散射場指的是近場,遠場的散射場就是RCS farfield,遠場監(jiān)視器就行,近場散射場需要通過總場減去入射場來提取。
第一部分:建模,提取散射場
Step 1. 使用模板,建模
打一個平面波上去作為激勵:
以某一個頻率為例:
Step 2, 重點,不可以使用自適應網(wǎng)格,因為要保證總場和入射場兩個仿真任務網(wǎng)格完全一致:
Step 3. 重點,運行宏create material-independent mesh group, 并把所有結構加進這個group里面。目的也是為了保證網(wǎng)格一樣,還可以手動加密網(wǎng)格。
Step 4, 利用SAM流程,建立兩個子項目:
第一個入射場任務,將所有結構設為真空材料,計算結果便是入射場。第二個任務是原任務設置。
Step 5. 更新兩個子任務,拿到結果
Step 6. 任意子任務中,運行后處理導入另一個子任務的場(m3t文件),然后點擊Evaluate進行后處理運算。
Step 7. 將兩個場數(shù)據(jù)相減,注意順序,總場減入射場:
這里截圖是在總場子任務中導入的入射場電場。
總場:
入射場:
散射場:
第二部分:計算散射功率場,散射功率
Step 1. 仿照第一部分,同理可獲得散射磁場。略。
Step 2. 把電磁場相乘,獲得散射功率場。這里注意電磁場的公式(復數(shù))和結果單位是dynamic powerflow
散射功率場:
這里面我們將散射功率場的命名加個后綴,比如[test]:
這個后綴有利于接下來計算散射功率。
Step 3. 利用結構設置一個全包裹的面,叫face1:
這個面有利于接下來計算散射功率。
Step 4. 用后處理Broadband Powerflow Integration, 選擇功率后綴名和面,Evaluate之后便得到結果。
這里的功率公式?jīng)]有放0.5,所以2.56e-16W是峰值功率,不是平均功率。
如果我們加個遠場監(jiān)視器,然后通過遠場后處理提取散射功率,可發(fā)現(xiàn)是0.5倍的關系,驗證了上述步驟的準確性:
當然,還有一個后處理也可以直接做場積分,同樣可以驗證計算準確性:
第三部分:散射截面
散射截面Scattering cross section是散射功率于入射輻照的比。
一般定義了平面波激勵,結果就直接給出了:
可以用遠場后處理提取驗證:
當然還可以用平面波入射輻照公式手動驗證:
平面波Einc是1V/m,所以公式是:
A是第二部分算的散射功率(峰值)。
總結
1. 提取散射場需要總場減入射場,用后處理導入場數(shù)據(jù)。如需大量頻點操作,可以利用VBA。
2. 頻域求解器保證網(wǎng)格一致,一是不能用自適應,二是要macro生成特殊的mesh group。
3. 散射功率有三種方法計算和驗證:近場自動積分,近場手動積分,遠場后處理。
4. 散射截面也有三種方法計算和驗證:模板直接獲得,遠場后處理,手動公式。其中手動公式法還可基于近場散射功率的三個不同方法獲得的結果: