在CST软件传统蘑菇型( Mushroom-Like)结构是超材料或超表面领域的基础结构。早期这种蘑菇结构是为了实现高阻抗面的目的,就是利用他的人造磁导(Artificial Magnetic Conductor, AMC)特性;而将蘑菇结构做成周期结构,便具有二维周期结构的电磁带隙(Electromagnetic bandgap,EBG)特性,这样就可以用于人造传输线或左手材料等等。
了解其AMC特性之前,首先介绍面阻抗。
1. PEC低阻抗特性:
由于完美电导体的表面切向电场为零,反射回来的相位与入射波相反,差180度,属于阻抗为零的表面。我们可以用PEC结构,或直接利用电边界,然后用F求解器,计算Floquet port来验证,AMC特性研究推荐模板是“周期材料->FSS->相位反射图”
Floquet port可以入射任意角度,这里我们就用默认的垂直入射。
2. PMC低阻抗特性:
由于完美磁导体的表面切向磁场为零,反射回来的相位与入射波相同,差0度,属于阻抗为无穷大的表面(High Impedane Surface, HIS)。我们直接利用磁边界,然后用F求解器,计算Floquet port来验证:
问题来了,现实生活中没有完美磁导体怎么办?所以这种蘑菇周期结构就被提出来,作为人造的高阻抗磁导面使用。
3. 蘑菇的阻抗曲线
可见其相位在某个频率是完美磁导,这里等效电路和理论分析就跳过了,因为大量文献都有解释。比如这个高阻抗放在天线周围,减少副瓣传播,都是常用的高阻抗表面的应用。
这里主要解释的是利用F求解器,可用平面波激励,观察相位,判断一个平面的高阻抗频率。这个方法和实际测量人造磁导平面的方法一样,测量时,两个喇叭天线面对DUT,然后看接收相位。
下面重点看EBG特性。
EBG 特性研究推荐模板是“周期材料->FSS->色散曲线”
介质epsilon=2.65,6.5*6.5*1 mm,2D PEC 6.2*6.2mm, 过孔直径0.2mm。
背板PEC有无均可,因为Z-为电边界。Z+为空气背景,距离+10mm.
周期边界X和Y,相位由phaseX和phaseY两个参数分布控制,而这两个参数由一个“PathPara”在0-3范围内控制。
这种计算布里渊区的色散问题,一定不要简单运行求解器,而是要参数扫描。参数避免0和3。
E 求解器,我们先跑两个模式,0-12GHz。
进入参数扫描,开始。
仿真结束后,选中所有的结果ID,两个基本模式的色散图如下:
这个跟很多文献中的蘑菇形结构色散图有些不同,这是因为空气背景距离(磁边界影响)和采样。我们修改这两处,重新仿真。
右键点曲线属性,设置成marker only就只有离散的点了,这样就非常像传说中的色散图了。
那么为什么加大空气背景会对PathPara=0和PathPara=3的附近产生这么大的影响呢?
其实这个和频率相位有关。这个色散图两边是指同一个点,就是Phase X=PhaseY=0,所以表示的是,X轴两个周期边界电场相等,Y轴两个周期边界电场相等,而Z方向的磁边界离表面太近会破坏模式电场,所以需要拉大背景距离,直到磁边界处几乎无电场。
下面我们添加空气线:
空气线添加方法一:
重新创建文件夹储存两个模式的色散曲线,然后导入空气线数据:
1*pi/0.0065*2.998e8/1e9/(2pi)=23.06 (因为单元长0.0065m)
给文件夹改名:
空气线添加方法二:
小结
1. 分析AMC和EBG特性可用不同的模板。
2. 相位扫描需要参数“PathPara”,所以强烈建议开始时用模板,省事很多。
3. 参数要避免0和3。
4. 可添加空气线作为色散图的标尺
(内容、图片来源:CST仿真专家之路公众号,侵删)
版权与免责声明:
凡未注明作者、来源的内容均为转载稿,如出现版权问题,请及时联系我们处理。我们对页面中展示内容的真实性、准确性和合法性均不承担任何法律责任。如内容信息对您产生影响,请及时联系我们修改或删除。
2025-05-13
2025-05-13
[CST] CST软件基于曲线偶极子的宽带全向圆极化天线设计
2025-05-13
2025-05-12
2025-05-12
[ABAQUS] Abaqus中网格穿透是什么原因?达索SIMULIA Ab
2025-05-12
[ABAQUS] Abaqus怎么测量尺寸?Abaqus商业软件购买
2025-05-09
[ABAQUS] Abaqus有限元分析的屈曲分析和后屈曲分析区别是什么
2025-05-09
2025-05-09
2025-05-08
2023-08-24
2023-08-29
[ABAQUS] ABAQUS如何建模?ABAQUS有限元分析教程
2023-07-07
[ABAQUS] 有限元分析软件abaqus单位在哪设置?【操作教程】
2023-09-05
[ABAQUS] ABAQUS软件中Interaction功能模块中的绑定接
2023-07-19
[ABAQUS] Abaqus单位对应关系及参数介绍-Abaqus软件
2023-11-20
[ABAQUS] abaqus里面s11、s12和u1、u2是什么意思?s和
2023-08-30
[ABAQUS] Abaqus怎么撤回上一步操作?Abauqs教程
2024-05-01
[ABAQUS] ABAQUS软件教程|场变量输出历史变量输出
2023-07-18
[ABAQUS] 如何准确的评估真实行驶工况条件下的空气动力学性能
2020-11-19
2025-05-13
2025-05-13
[有限元知识] Isight对汽车顶盖复合材料前横梁铺层多目标优化设计
2025-05-07
[有限元知识] 多体动力学Isight对某车型正面碰撞结构多目标轻量化优化
2025-05-07
[有限元知识] Isight案例分析:基于RSM与RBF的车身多目标
2025-05-07
[有限元知识] 基于Adams-Isight的刚柔耦合汽车前盖四连杆铰链多
2025-04-29
[有限元知识] 基于ANSYS-SIMPACK车-线-桥耦合系统动力学模型
2025-04-29
[行业资讯] 多领域物理系统建模与仿真的利器CATIA Dymola
2025-04-28
2025-04-25
[有限元知识] 基于Simpack的风力发电机组偏航系统动态特性分析
2025-04-25
地址: 广州市天河区天河北路663号广东省机械研究所8栋9层 电话:020-38921052 传真:020-38921345 邮箱:thinks@think-s.com
Copyright © 2010-2023 广州思茂信息科技有限公司 All Rights Reserved. 粤ICP备11003060号-2