本文主要是介绍电磁仿真--Discrete Port-深入探讨,希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值,需要的开发者们随着小编来一起学习吧!
目录
1. Discrete Port 概述
2. 探究 Discrete Port
2.1 电压端口
2.2 电流端口
2.3 阻抗元件(S-参数类型)
2.3.1 Radius
3. 常用离散端口结构
3.1 离散边端口(Discrete Edge Ports)
3.2 离散面端口(Discrete Edge Ports)
1. Discrete Port 概述
离散端口(Discrete Port),同波导端口(waveguide port)一样,用于向计算域输入功率。
有两种主要的端口类型可用:
- 离散边缘端口(Discrete Edge Ports)
- 离散面端口(Discrete Face Ports)
它们根据激励方式被分为三种不同的子类型:
- 电压源激励
- 电流源的激励
- 阻抗元素(用于计算S参数)
离散端口主要用于模拟计算域内的集总元件源。
- 在计算远场时,这些端口是天线馈电点中源的一个很好的近似。
- 这些端口也可用于终止同轴电缆或微带线。
不同几何尺寸的传输线之间的传输,可能会发生反射,这些反射可能比使用波导端口终止时的反射大得多。对于较低频率(与离散端口的尺寸相比),这些反射可能足够小,这些端口也可以用于多引脚连接器的S参数计算。
波导端口是终止波导的最准确方式。但有时使用离散边缘端口更为方便。离散边缘端口有两个引脚,可以通过它们将端口连接到结构上。在较高频率下(例如,离散端口的长度超过波长的十分之一),由于端口与结构之间的匹配不当,S参数可能与使用波导端口时的S参数不同。
2. 探究 Discrete Port
2.1 电压端口
该端口类型实现了一个电压源,以恒定的电压幅度激励。如果在瞬态分析中未激励此端口,则沿导线的电压将被设置为零。求解器运行期间将记录电压激励信号。
2.2 电流端口
该端口类型实现了一个电流源,以恒定的电流幅度激励。求解器运行期间将记录电流激励信号。
电压和电流端口是理想源,通常用于电磁兼容(EMC)类型的应用。
2.3 阻抗元件(S-参数类型)
通过一个集总元件来建模,由一个带有内部阻抗的电流源组成,该电流源激励并吸收功率。
当离散元件是瞬态分析中的激励端口时,电流源才会被激活。
离散端口的方向用于确定S参数的相位。
2.3.1 Radius
用途:为端口定义一个半径。
这个半径是虚拟处理的,即端口在网格中仍然被表示为无限薄,且不会影响场的可视化。虚拟半径定义考虑到了端口导线周围的场奇点,从而提高了结果的准确性。
场奇点:
在导线或电缆等导电物体周围电场或磁场分布中的一个特殊点,其中场的强度理论上会趋向于无限大。这种现象通常发生在导体的尖锐边缘或细小部分,例如导线的截面边缘,因为在这些地方,电荷分布会导致电场或磁场的局部集中。
在仿真中,场的奇点是通过数学模型来描述的,用于理解和预测电磁场的行为。然而,在真实物理世界中,场的强度不会真的变成无限大,因为实际材料的物理特性会限制电场或磁场的最大值。比如,当场强增加到一定程度时,材料可能会发生击穿或其他非线性效应,从而限制了场强的进一步增加。
3. 常用离散端口结构
3.1 离散边端口(Discrete Edge Ports)
Discrete Edge Port 由两个点定义,这两个点可以通过选择两个点或输入点的坐标的有效表达式来确定。
输入数据可以在模型视图中看到,其中离散端口由一条直线和一个圆锥体表示。由于离散元素必须位于计算网格上,因此总是建议在网格视图中检查元素的网格表示。在这里,可以观察到网格上几乎所有元素都由金属导线组成。只有中间元素包含源。
离散元素的网格表示,由两根金属导线(橙色标记)和一个源元素(红色圆锥)组成。导线和圆锥的颜色可以在颜色视图选项对话框中更改。
3.2 离散面端口(Discrete Edge Ports)
仅在一下三种求解器情况下,激励发生在端口的中心边缘(高亮显示为红色):
- 积分方程求解器(Integral equation solver)
- 瞬态求解器(Transient solver)
- 带有四面体网格的频域求解器(Frequency domain solver)
任何其他求解器,离散面端口将被替换为离散边缘端口。
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