在CST电磁仿真中，入射电磁波的极化角直接影响场分布与器件响应（如天线接收效率、雷达散射截面）。极化角本质是电场矢量在垂直于传播方向平面内的取向角度，需结合激励类型（平面波/波端口）针对性设置。本文基于线极化、圆极化等常见场景，详解3D仿真中的极化角配置方法与关键注意事项。
定义与分类
极化角的设置需基于电磁波极化类型，常见分类对应不同的角度定义逻辑：
l线极化角：电场矢量与参考轴（如X轴）的夹角，0°为水平极化（电场平行X轴），90°为垂直极化（电场平行Y轴），其他角度为倾斜线极化；
l圆极化/椭圆极化角：由两个正交线极化分量的幅度比与相位差决定，如相位差90°且幅度相等时为圆极化，旋转方向（左旋/右旋）需额外定义；
l极化匹配关键：接收端极化角需与入射波一致才能获得最大能量，仿真中需精准匹配实际场景（如卫星通信常用右旋圆极化）。
平面波是电磁辐射与散射仿真的常用激励（如雷达波、远场入射），极化角通过“电场分量配置”实现，步骤如下：
1.新建平面波激励
在CST菜单栏依次点击「Insert」→「Excitations」→「PlaneWave」，弹出设置面板，核心参数聚焦“Polarization”（极化）选项卡：
l传播方向（Direction）：先定义波的传播轴（如沿+Z轴传播），极化角在垂直于传播方向的平面内定义（如XY平面）；
l极化类型选择：默认“Linear”（线极化），可切换为“Circular”（圆极化）或“Elliptical”（椭圆极化）。
2.线极化角精准配置
选择“Linear”后，通过以下两种方式定义极化角：
l角度直接输入：在“PolarizationAngle”栏输入角度值（0°~360°），角度以参考轴（默认X轴）为起点，逆时针为正方向。例如：
Ø输入0°：电场沿X轴方向（水平极化）；
Ø输入90°：电场沿Y轴方向（垂直极化）；
Ø输入45°：电场沿X-Y角平分线方向（倾斜极化）。
l分量手动定义：若需更精细控制，可切换至“Components”选项卡，直接输入电场X分量（Ex）与Y分量（Ey）的幅度，极化角由θ=arctan(Ey/Ex)自动计算（需保证相位差为0或180°）。
3.圆/椭圆极化角配置
选择“Circular”或“Elliptical”时，极化特性由“幅度比”与“相位差”共同决定：
l圆极化设置：
a. 勾选“EqualAmplitudes”（等幅度），确保Ex=Ey；
b. 在“PhaseDifference”（相位差）栏输入90°（右旋）或-90°（左旋）；
c. 旋转方向可通过“Handedness”选项二次确认（Right-Handed/RLeft-Handed）。
l椭圆极化设置：
a. 取消“EqualAmplitudes”，手动输入Ex与Ey的幅度比（如Ex:Ey=2:1）；
b. 输入相位差（如60°），软件自动计算椭圆极化的轴比与倾斜角；
c. 预览窗口可实时观察电场矢量的旋转轨迹，辅助验证参数正确性。
4.边界条件适配
平面波仿真需配合“开放边界”（如PML吸收边界），避免反射波干扰：在「Boundaries」面板将非传播方向的边界设为“PerfectlyMatchedLayer”，确保入射波无反射穿透边界，极化角测量更准确。
三、波端口激励的极化角设置
波端口用于波导、传输线等导波结构仿真（如微带线、矩形波导），极化角与端口模式直接相关，步骤如下：
1.定义波端口与模式
在几何边界上创建波端口（「Insert」→「Excitations」→「WaveguidePort」），软件自动求解端口的本征模式：
l单模端口：如矩形波导的TE10模式（主模），电场方向固定（垂直于宽边），极化角由模式本身决定；
l多模激励：若需自定义极化角，需在“ModeSettings”中勾选“User-DefinedMode”，手动叠加多个正交模式。
2.线极化角调整技巧
通过“模式叠加”实现任意线极化角：
1. 在端口设置面板切换至“ModeCombination”选项卡；
2. 选择两个正交模式（如TE10与TE01模式），输入各自的幅度系数（A1、A2）与相位差（0°）；
3. 极化角由θ=arctan(A2/A1)计算，例如A1=1、A2=1时，极化角为45°。
3.圆极化端口配置
需叠加两个相位差90°的正交模式：
1. 选择TE10（Ex分量）与TE01（Ey分量）模式，设置幅度比为1:1；
2. 在“Phase”栏为其中一个模式添加90°相位偏移（如TE01相位+90°）；
3. 点击“Calculate”验证模式纯度，确保无杂模干扰，此时端口输出右旋圆极化波。
CST中入射电磁波极化角的设置核心是“基于激励类型，定义电场分量的幅度与相位关系”：平面波激励可直接输入极化角或分量参数，波端口激励需通过模式叠加实现。实际操作中需结合仿真场景（辐射/导波）、极化类型（线/圆/椭圆）精准配置，并通过场监控与S参数验证结果，确保与物理场景一致。
