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CST中的Surface Impedance和Ohmic Sheet有什么区别

来源: | 作者:thinks | 发布时间: 2024-10-04 | 507 次浏览 | 分享到:

CST 微波工作室中,可以使用两种表面阻抗材料——Surface Impedance 和 Ohmic Sheet,下面将使用一个半径为 20mm,厚度为 0 的球壳为例,说明这两种材料的区别。球壳模型以及球壳截面图如下方所示。

 

CST 

 

1. Surface Impedance 材料设置:在 Modeling 选项卡下点击 New/Edit 图标,在其下拉菜单中选择 New Material,弹出 New Material 对话框。如下方右图所示,在 New Material 对话框中 Material name 一栏输入材料名 surface impedance,在 Type 一栏的下拉菜单中选择 Surface imp.(table),然后点击 Properties 按钮。

 

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2. 如下图所示,点击 Properties 按钮后,弹出 Tabulated Surface Impedance 对话框,在表格中输入参考频率、与各频点一一对应的电阻及电抗值;电阻和电抗值可以是用户定义或者实际测量得到的。完成表格输入后,点击 OK 按钮完成设置并关闭对话框,返回 New Material 对话框,再次点击 OK 按钮,完成材料的设置。

 

CST 

 

3. 在导航树下的 1D Results > Materials > surface impedance > Surface Impedance 文件夹中,可以查看 Surface Impedance 材料在整个频段内的属性,如下图所示。

 

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4. 将球壳材料设置为 Surface Impedance:在导航树下 Components 文件夹中,选中球壳 solid2,然后右键选择 Assign Material and Color,弹出对话框。在 Material 一栏的下拉菜单中选择 Surface Impedance,然后点击 OK 按钮,完成球壳材料设置。

 

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5. 新建另一个仿真工程,同样先创建一个半径为 20mm,厚度为 0 的球壳。

6. 创建新材料 Ohmic Sheet:在 Modeling 选项卡下点击 New/Edit 图标,在其下拉菜单中选择New Material,弹出 New Material对话框。如下方右图所示,在 New Material对话框中 Material name一栏输入材料名 ohmic sheet,在 Type 一栏的下拉菜单中选择 Ohmic Sheet,在 Reference freq. 一栏输入 5,在 Resistance 一栏输入 50,在 Reactance 一栏输入 5,点击 OK 按钮完成。

 

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7. 在导航树下的 1D Results > Materials > ohmic sheet > Surface Impedance 文件夹中,可以查看ohmic sheet 材料在整个频段内的属性,如下图所示。

 

CST 

 

8. 将球壳材料设置为 Surface Impedance:在导航树下 Components 文件夹中,选中球壳 solid2,然后右键选择 Assign Material and Color,弹出对话框。在 Material 一栏的下拉菜单中选择 Surface Impedance,然后点击 OK 按钮,完成球壳材料设置。

 

CST 

 

 

9. 将球壳材料分别设置为 Surface Impedance 和 Ohmic Sheet 的两个仿真工程均采用平面波激励,采用时域求解器(Time Domain Solver)进行求解,如下图所示。

 

CST 

 

10. 仿真完成后,比较 Surface Impedance 和 Ohmic Sheet 的两种材料的电场分布。下图所示为球壳材料设置为 Surface Impedance 材料时的电场分布。

 

CST 

 

11. 球壳材料设置为 Ohmic Sheet 时的电场分布如下图所示。

 

CST 

 

需要注意的是,Surface Impedance 和 Ohmic Sheet 两种材料都不适用于低频仿真。从以上材料设置和仿真结果对比中可以看出,Surface Impedance 和 Ohmic Sheet 两种材料的区别主要有以下两点:

 

a) Surface Impedance 是色散材料,可以设置其频率-阻抗曲线;Ohmic Sheet 虽然同样是色散材料,但只能设置一个参考频点及其对应的阻抗值,软件会自动拟合出频率-阻抗曲线;

 

b) 电磁场不能穿透Surface Impedance材料,但可以穿透Ohmic Sheet材料(TLM求解器除外,在 TLM 求解器中,电磁场不能穿透 Ohmic Sheet 材料)。

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