电磁仿真多极子展开有什么用?CST软件教程

思茂信息 2024-10-18 11:51:10

多极子展开是一种将复杂的电磁场问题简化为一组多极子矩阵的方法,该方法能够减少计算时间,简化复杂性,提高仿真速度,特别适用于需要高精度的电磁仿真,并且方便参数化设计,对大型、复杂形状的结构具有很好的适用性。CST作为一款专业的电磁仿真工具,广泛支持多极子展开方法的应用。

步骤

(1)模型建立:

首先,在CST中建立你的仿真模型,确保包含所有需要的天线、源和介质。

(2)选择求解器:

选择合适的求解器,通常使用“时间域求解器”(Time Domain Solver) 或 “频域求解器”(Frequency Domain Solver),根据你的需求来决定。

(3)定义监测点:

在你要进行多极子分析的区域设置电场、SAR或其他监测器。可以通过“结果” -> “监视器”选项进行设置。

(4)设置多极子展开:

在“仿真”菜单,选择“多极子展开”设置。这里你可以设置多极子的阶数(Order),通常会根据你的仿真具体情况选择合适的阶数。

选择适当的坐标系(如笛卡尔或球坐标系)来进行展开。

(5)运行仿真:

在设置完成后,运行仿真。CST会执行必要的计算并生成对应的多极子系数(例如电偶极子、磁偶极子等)。

(6)后处理:

在仿真完成后,可以查看多极子展开结果,如各阶多极子的贡献和整体场分布。

可以利用后处理工具来分析电场分布、辐射模式、增益和方向性等。

注意事项

(1)多极子阶数:高阶的多极子展开能够更精确地逼近电场分布,但计算量也会增加。根据你的需求合理选择多极子阶数,以平衡计算精度和时间。

(2)模型尺寸:对于大尺寸模型,多极子展开可以更有效地计算,但对于复杂形状可能收敛性较差,需谨慎选择。

(3)边界条件:确保设置的边界条件符合实际情况,如使用开口边界条件,在适当的地方采用PML以减少反射。

(4)监测器设置:在监测点的设置上要确保其位置恰当,能够准确地捕获你所关心的电场特性。

(5)后处理数据:理解多极子展开结果的方式,可以帮助你更好地解释电磁场与天线的关系。

分析结果可以包括多极子矩阵的系数、辐射图案、方向图、增益等信息,这些信息有助于用户了解目标对象的电磁性能,并根据分析结果进行优化设计,如调整目标对象的几何形状、材料参数等,以改善其电磁性能。

因此,通过结合多极子展开方法和CST软件的强大功能,工程师可以更好地应对电磁仿真挑战,实现更加准确、高效的电磁设计和优化。

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