HFSS辐射边界的大小为什么会影响天线方向图和驻波？

saladrf

HFSS辐射边界的大小设置多少较合适呢？通常的建议是辐射边界离天线本体至少四分之一波长。这是什么原因呢？有没有令人信服的说法。

rfv5

; B* A% z" Y, e$ N4 E( B
9 d: U* C1 i5 ?1 hHFSS模型中，一会儿说是辐射边界（radiation boundary），一会儿说是吸收边界（absorbing boundary）。
吸收和辐射是一对反义词，却用来称呼同一个边界条件，很奇怪啊。
; v- K( h  @* i6 g* Q' D

funeng3688

电磁波辐射到这个边界之后，希望没有反射，而是继续向模型外辐射，所以称为辐射边界。
没有反射，也相当于这个边界能吸收所有电磁波，所以又称为吸收边界。
: I" ?9 Q+ R; l! B0 a" ~虽然希望没有反射，但HFSS实际上做不到这种效果，在入射角与边界不垂直时，总是有轻微反射。
所以希望辐射边界更大些就好。

汪洋大海

看看这个图，入射角与反射系数的关系。
) d- ~  A9 ^. t

taconic

$ N. O. r3 H7 [9 c- G3 F坐下听一会。

7 p) c* R  o: Z( _0 R

汪洋大海

& O3 S  S7 e( f. S9 h实际情况下不存在辐射边界，更不要说辐射边界上的反射波了，所以辐射边界上的反射波是HFSS仿真误差来源之一。
7 @- z: l! w; c0 a* r2 p: D
$ h( ~5 k+ R/ b& ]如果辐射边界大些，那么反射波会离天线“近场区”更远些，天线就不会再接收到这些反射波，仿真就更精确。如果天线接收到反射波，这就是S11的物理意义啊！所以理论上能影响S11或端口驻波。
& S' u! j7 u6 g1 u& B. M4 d. W* c+ g
* Y0 v$ }' H- s0 ~: l# o( l2 `+ {, ]同样的道理，辐射边界上的反射波，影响了辐射边界上的表面电流。
而天线方向图是根据模型边界上的表面电流分布计算出来的，当然就会影响天线远场方向图。
1 X2 @) K" n# L& L9 B; N+ B- L( Q- B" o
2 z0 p( P  n& z2 X& C
' B! W# l) z4 E* [7 X

saladrf

高手一解释，好象有点儿明白了。
( i% |8 v" L2 q5 V% o5 n1 Z: t思考一会，消化消化……

从无到有

$ p( Z5 T  \* i9 E+ p看了高手的讲解以后，我的理解是，
辐射边界条件有点像天线测试的暗室。天线测试暗室里面是不允许存在电磁波反射的，所以四周都贴了有吸波材料。辐射边界的目的也是吸收电磁波。

但是这个辐射边界对电磁波的吸收是有条件的，只有与边界面垂直正交的电磁波才会被完全吸收，否则就会有部分被反射，反射多了，这样模拟出来的远场场强就不对了。
所以边界越远，则电磁波的传播路径越容易和边界正交，反射也会变小。

taconic

俺有个神奇的idea：
( C0 B7 q5 R3 t+ f建一个大球形的辐射边界，天线放在球心，那么天线辐射的电磁波几乎总是与辐射边界垂直，按照汪大神贴出的图所示，反射波极小，岂不完美？

saladrf

taconic 发表于 2019-1-25 15:09
俺有个神奇的idea：
建一个大球形的辐射边界，天线放在球心，那么天线辐射的电磁波几乎总是与辐射边界垂直 ...

楼上说的好象很有道理哟……
  [$ I$ N; _9 W1 q0 E- p+ M. k. r

从无到有

楼上的相当有道理啊，学习了

RF_CE

新人学习，mark一下，空气盒子建成圆形，很有创意的想法哦

大猫

新人学习

saladrf

仔细咀嚼版主“汪洋大海”下面的这段话，回味甘长啊：
9 Y/ V! U6 G1 c: y
6 C/ x8 s2 D+ p2 Q/ w/ ~# O& D实际情况下不存在辐射边界，更不要说辐射边界上的反射波了，所以辐射边界上的反射波是HFSS仿真误差来源之一。

0 P6 e& a( K2 l% w# e+ W' A如果辐射边界大些，那么反射波会离天线“近场区”更远些，天线就不会再接收到这些反射波，仿真就更精确。如果天线接收到反射波，这就是S11的物理意义啊！所以理论上能影响S11或端口驻波。

3 ], G2 ~1 P7 `: \; s同样的道理，辐射边界上的反射波，影响了辐射边界上的表面电流。
而天线方向图是根据模型边界上的表面电流分布计算出来的，当然就会影响天线远场方向图。
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