CST激勵源之波導端口說課講解

1、Good is good, but better carries it.精益求精，善益求善。CST激勵源之波導端口-CST激勵源之波導端口波導端口是一種特殊種類的解算域邊界條件，它可以刺激能量的吸收，這一切都是是通過2D頻域解算器求解二維端口面內(nèi)可能本征模實現(xiàn)的，且端口處每種可能的電磁場解析解都可以通過無數(shù)模式的疊加求得，然而，實際上，少量的模式就可以進行場仿真了，求解計算中需要考慮的模式數(shù)可以在WaveguidePort對話框中設(shè)定。這里要注意：激勵波導端口的輸入信號是規(guī)一化到峰值功率為1sqrt（Watt）使用波導端口要根據(jù)不同需求、不同特點的端口類型的數(shù)量定義。因而，我們首先必須精確的判

2、定激勵問題的類型，然后在選擇并定義合適的波導端口。在具有不均勻性、可獲得broadbandports（寬帶端口）或者具有inhomogeneousportaccuracyenhancement（非均勻端口精度加密）特色的情況下，我們可以選擇使用normalwaveguideports（標準波導端口），與此同時，multipinports可以計算凋落的TEM模。標準波導端口標準波導端口即我們經(jīng)常使用的矩形或圓形波導結(jié)構(gòu)，通過PEC邊界條件屏蔽，因而端口模式就被限制在端口區(qū)域內(nèi)均勻波導端口右圖是一個均勻、矩形標準波導端口，通過normalwaveguideoperator解算。下圖中是一個具有三個

3、模式的波導端口，這里按各自的截止頻率來分類。傳播模式數(shù)的多少取決于選取的頻率范圍。在瞬態(tài)仿真時，建議考慮所有的傳播模式，因為未考慮的模式將在端口處引起反射。對于凋落模式也采用同樣的考慮，如果必要的話，求解器將檢查這些情況并給出警告信息。非均勻波導端口如果波導由兩種或兩種以上材料的介質(zhì)填充如右圖所示，那么模式就呈現(xiàn)頻率依賴性，如下圖所示就是三個不同頻點的TE模，頻率越高（從左到右頻率逐漸增加），那么場就更加集中在具有高介電常數(shù)值的材料中（圖中淺褐色部分所示）。因為標準的波導解算器只計算指定頻點處的場模式，對于寬帶內(nèi)計算場模式將會報錯。因此我們需要打開瞬態(tài)解算器中Special對話框（如下圖所示）

4、。激活其中的broadbandportoperator（寬帶端口解算器），這里，端口模式將在多個頻點處計算并求解出可以接受的寬帶結(jié)果。同軸波導端口或連接器和上面的波導端口相比，同軸端口或連接器擁有一個或更多的內(nèi)導體。在端口處如果存在一個以上的內(nèi)導體將產(chǎn)生截止頻率為0的TEM模。右圖中的均勻同軸波導由一個外導體和四個內(nèi)導體構(gòu)成，因此存在三個不同TEM模式，如下圖所示。這些模式是凋落模（具有相同的傳播常數(shù)），且可以疊加產(chǎn)生新的模式，這是因為他們彼此是正交的。因此，下圖所示的模式解僅僅是一種可能解，因而我們建議你使用multipinoperator功能指定你期望激勵的模式。非均勻同軸波導或連接器端口

5、假定為輕微不均勻同軸波導或同軸連接器端口，通過使用MultipinPort，依舊會疊加產(chǎn)生許多QTEM模，然而，切記：不同模式的的傳播常數(shù)是不同的，這將產(chǎn)生錯誤信息。假定不均勻錯誤已經(jīng)不能忽略調(diào)，那么所有的端口應該定義為Single-ended，在仿真結(jié)束后，single-endedS參數(shù)將作為后處理中一部分，然后在CSTDESIGNSTUDIO中通過類似結(jié)構(gòu)的multipin配置的微分激勵重新合并計算。微帶線不像同軸波或矩形波導，微帶線是開放且不均勻結(jié)構(gòu)，這使得在時域仿真中受到一定的限制。然而，為了獲取更精確的結(jié)果，我們應該考慮下面的幾個方面：首先，在2D本征模計算中沒有開放邊界條件，基于此

6、，時域中的開放邊界條件則被2D本征模計算中的磁邊界條件取代。因此，為改善精度在遠區(qū)對重要的模式場盡可能的設(shè)置邊界條件是很重要的。由于端口的跳變，高次模就有可能產(chǎn)生，從而降低求解精度。其次，由于端口區(qū)域的不連續(xù)性，波導解算器waveguideoperator增加了模式計算次數(shù)以及距離從而降低了精度，同時發(fā)生的寬帶錯誤也可能不再使用inhomogeneousportaccuracyenhancement（在瞬態(tài)求解對話框中設(shè)定）功能，這個特征使用fulldeembedding就需要所有端口模式的激勵，因此，慎重的激活該功能是明智的，如果可能的話，可以使用S-parametersymmetries，

7、下面給出微帶線的例子，都是基于標準波導端口解算器（normalwaveguideoperator）。單根微帶線右圖是一個有兩個標準波導端口的簡單微帶線，下圖中的左圖給出了求得的S參數(shù)，由于chosenmodecalculationFrequency選擇模式計算頻率，在10GHz左右，其反射是正確的，作為對比，右圖中則給出了使用fulldeembedding的結(jié)果，在整個期望的頻率范圍內(nèi)其反射小于60dB。帶有接地平面的兩個導體微帶線下圖給出帶有接地平面的兩個導體微帶線的奇模、偶模分布，由于端口區(qū)域的不連續(xù)性，其奇偶模都是非退化的QTEM（準TEM波），描繪了這種結(jié)構(gòu)的兩種靜態(tài)模式。共面微帶線典

8、型的共面微帶線由四個獨立導體構(gòu)成，因而呈現(xiàn)了三種不同的非退化準TEM模（QTEM），如圖中所示，端口被磁臂分開以避免接地面和兩條邊帶線之間的短路。沿線傳播的三個模式為ground,evenandoddmode（地、奇、偶模），在求解對話框中，你可以方便的選擇對你的仿真激勵感興趣的模式。含接地面的多導體微帶線一般情況下，具有不連續(xù)性的多導體波導端口，其單個導體間的耦合影響一般通過single-endedports分析計算有損微帶線。如果微帶線含有損耗，無論是介質(zhì)基板損耗，還是金屬導體損耗，對于指定的求解器都會有一定的約束、限制。一般，對瞬態(tài)求解器而言，在端口模式解算中，損耗是不計在內(nèi)的，因此端口

9、區(qū)域會有些許的反射。主要取決于這些損耗的大小，損耗越大反射增加，甚至可能覆蓋整個頻帶產(chǎn)生寬帶錯誤，這些都是由于不連續(xù)的微帶線的特點造成的，因而，inhomogeneousportaccuracyenhancement的功能的影響也將被忽略，所以一定要確保端口處的損耗不要太大。而對于頻域求解器，除了諧振計算外，是考慮了端口的有損材料的，并計算復傳播常數(shù)。周期波導端口對于使用六面體網(wǎng)格的頻域求解器FDS，可以考慮非0相移的周期端口邊界。這些邊界特性和BoundaryCondition對話框中的全局設(shè)置相對應，下面看看一個具有周期邊界的簡單波導結(jié)構(gòu)的例子。下圖是一個計算域的x方向使用周期邊界條件的波

10、導結(jié)構(gòu)，該周期定義為一恒定的和期望的端口模式的傳播方向（z軸）成30度角。前兩個模式如下圖電場矢量和磁場矢量所示，你可以看到第一個模式是平面波，而第二個模式則是Floquet模式。阻抗定義對所有類型的波導端口，其波阻抗的值都等于對所有端口面上的網(wǎng)格點j的截線電場與截線磁場比值的平均值：然而，為了避免因為小數(shù)值造成的錯誤，在某個門限（相對最大場值）以下的數(shù)值就不不含在計算之內(nèi)，在solverlogfile中的z-Wave-Sigma中可以看到這種平均值的不一致性。此外，對任意多導體端口（同軸波導端口、微帶線、連接器端口等），都存在靜態(tài)模式場（TEM或QTEM模），lineimpedance的值都

11、將計算，它是通過對每個獨立模式以考慮注入結(jié)構(gòu)中的導體電流來計算，按下列表達式計算：其中，power為Poynting矢量沿段進口區(qū)域積分而來，current是磁場沿導體表面積分計算而來。注：必須意識到這和通常的定義ZU/I是不一樣的，因而會求得不同的結(jié)果。模式校準為了獲得計算的模式的一致性方向，電模式場需根據(jù)特定的準則校準；然后通過激勵端口的功率流確定磁場。這意味著模式的Poynting矢量總是指向端口輻射方向，因為這，使得在CSTDESIGNSTUDIO中不同結(jié)構(gòu)的端口可以在不產(chǎn)生不期望的相移的情況下連接。下圖給出了考慮電場方向的端口模式的校準線，在中空波導中，電場是朝向端口的局部U/V坐標

12、系。如果有內(nèi)導體（端口有兩個或三個導體）存在，那么導體pin的散度計算則是正的，比如，電場指向地，如下圖中右側(cè)的兩個途中所示（微帶和同軸波導）。所有其他端口模式都是指向其相應的端口的坐標系的，這類似于中空波導端口的情況。因此，無論什么情況下，在CSTDESIGNSTUDIO中都要確保端口耦合的一致性。在Multipinport模式的使用potentialpin定義來確定電場方向的。波導端口的網(wǎng)格查看在開始仿真之前，任何結(jié)構(gòu)都必須空間離散化，對波導端口而言也不例外?；谝恢滦裕ㄟB續(xù)性）的原因，端口使用和結(jié)構(gòu)相同的網(wǎng)格，因而，定義端口的尺寸不必和用于仿真的端口尺寸相同。這些尺寸必須映射到網(wǎng)格上，因

13、而會有輕微的變化，然而，端口尺寸總是被放大的。為了控制仿真中觀察到的尺寸，你可以輸入網(wǎng)格模式，如下圖紅色框架所示反映了映射到端口的情況。波導端口波導端口是根據(jù)入射波功率和反射波功率來進行求解計算的，對每個波導端口而言，在計算求解過程中，都將記錄其S參數(shù)（時域信號用于時域仿真）。實際上，端口可以被連接到結(jié)構(gòu)中的縱向均勻波導代替。在仿真求解前，你至少需要一個激勵源（或波導端口、或離散端口或平面波）對結(jié)構(gòu)進行饋電。注：激勵的波導端口的輸入信號是規(guī)一化到1sqrt（watt）的。在輸入對話框彈出前，如果你選擇了一個沿某個軸的面，然后就會提示你輸入新端口區(qū)域的尺寸?；究蚣蹽eneralframeNam

14、e：從下拉菜單中選擇有效的名字，該數(shù)值將顯示在結(jié)構(gòu)圖中的端口面上，并用來命名S參數(shù)結(jié)果，請注意：端口編號是和離散端口discreteport的定義共享的（一致的）。Normal：選擇端口面的法向。端口必須平行于計算域的邊界以便你可以在x、y、z之間選擇。Orientation：定義端口的方向，如輻射方向。Lower端口輻射方向為正方向，upper端口輻射方向為負方向，和選擇的端口的法向坐標軸有關(guān)。通常，要和upper或lower邊界的計算域的定義相一致。然后，你也可以在計算域內(nèi)定義內(nèi)部端口。注：在定義一個新端口，或選擇一個以前的端口時，端口的局部坐標系（由全局坐標系的方向決定）將顯示在主窗口中

15、，另外，如果端口被激勵，則端口處的箭頭則表明輻射方向。你可以使用鼠標滾輪調(diào)整端口大小的顯示位置框架PositionframeCoordinates：在這里，你可以選擇通過輸入沿法向的截面端口的尺寸改變端口大小。Free：選擇了free，你可以在這里輸入端口截面的最小和最大值，在Editfields中，你可以看到其取決于端口的法向方向。NormalEditfieldsXYmin,Ymax,Zmin,ZmaxYXmin,Xmax,Zmin,ZmaxZXmin,Xmax,Ymin,Ymax右圖給出了位于lowerz邊界的波導端口截面的參數(shù)情況。Fullplane：如果你選擇了Fullplane，那么

16、通過位置和法向定義的整個邊界將作為波導端口。右圖給出了擴展到整個邊界平面的波導端口情況。Usepicks：我們也可以通過選擇平行于坐標軸或一個平面中至少兩個棱的作為端口。因而，在模型窗口中，如果你已經(jīng)選擇面或棱，那么就需要選擇Usepicks選項定義端口，如果選擇的面和期望的端口尺寸不一致，你可以在下面的域中輸入相應的值來改變端口尺寸。NormalEditfieldsXYmin,Ymax,Zmin,ZmaxYXmin,Xmax,Zmin,ZmaxZXmin,Xmax,Ymin,YmaxFreenormalposition:激活該按鈕定義內(nèi)部端口，如端口位于計算域內(nèi)。該選框只有在選擇Free或F

17、ullplane模式時才可用。該法線位置的值可以是插入到相應的X/Y/Zpos域中，如果該值超過了計算域的尺寸，則端口就為計算域的邊界處。注：為使用該按鈕時，其端口總是位于計算域的upper和lower邊界處，和lower或upper端口方向相一致。參考平面框架ReferenceplaneframeDistancetoref.plane:指定參考平面的距離以獲取基于S參數(shù)的準確相位信息。正值則向外移動參考平面，負值則向內(nèi)移動。Deembeding在計算運行后也可以執(zhí)行，下圖給出了波導端口的負距離參考平面，如參考面向內(nèi)移動。模式設(shè)置框架ModesettingsframeMultipinport：

18、如果想定義multipinport，選擇它。Definpins:如果選擇了Multipinport，則該按鈕將激活。按下該按鈕之后，CurrentSetDefinitions對話框?qū)棾?，你可以通過添加新的current設(shè)置定義multipinport。Numberofmodes：指定模式數(shù)用來計算仿真。Single-ended：該按鈕提供后處理中自動重計算散射參數(shù)，這些是基于先前定義的single-endedmultipinports。因而，在multipin定義設(shè)置期間，每個內(nèi)導體的各自獨立的模式設(shè)置必須生成，如一個導體（通常是最外面的）依舊沒有定義接地導體，然后，該按鈕將被激活用來進行s

19、ingle-ended計算。注：在這種方法中，所有的端口都必須定義為single-ended類型，否則，就無法啟動仿真。通過使用single-ended端口模式，計算求解自動激活規(guī)一化固定阻抗值，然而，阻抗值本身在開始仿真前，在求解對話框中可以修改。Impedanceandcalibration:選擇該項，如果你想定義阻抗，校準和極化線Definelines.:如果選擇了ImpedanceandCalibration，那么該按鈕就會被激活，按下該按鈕將打開模式阻抗和校準對話框，你可以進行相應的定義。注：阻抗和校準線的定義只在四面體網(wǎng)格中使用Polarizationangle:僅對退化模的首次設(shè)

20、置。只有在為選中ImpedanceandCalibration時，才能激活該選框。當出現(xiàn)退化模，兩個模式（共用一個傳播常數(shù)）可以線性疊加。通過輸入極化角度（0360度），你可以確定這些模式中的第一個模式的電場的主方向。波導端口阻抗、校準和極化定義波阻抗對所有類型的波導端口，其波阻抗的值都等于對所有端口面上的網(wǎng)格點j的截線電場與截線磁場比值的平均值：然而，為了避免因為小數(shù)值造成的錯誤，在某個門限（相對最大場值）以下的數(shù)值就不不含在計算之內(nèi)，在solverlogfile中的z-Wave-Sigma中可以看到這種平均值的不一致性。傳輸線阻抗lineimpedance此外，對任意多導體端口（同軸波導端

21、口、微帶線、連接器端口等），都存在靜態(tài)模式場（TEM或QTEM模），lineimpedance的值都將計算，它是通過對每個獨立模式以考慮注入結(jié)構(gòu)中的導體電流來計算，按下列表達式計算：其中，power為Poynting矢量沿段進口區(qū)域積分而來，current是磁場沿導體表面積分計算而來。注：必須意識到這和通常的定義ZU/I是不一樣的，因而會求得不同的結(jié)果。Impedancelines阻抗線基于四面體網(wǎng)格的模型，在計算功率電壓阻抗ZPV時，可以使用定義阻抗線，該阻抗為兩個導體之間的TEM模式的線性阻抗。通過對沿阻抗線上的電壓的平房積分計算，如下式所示：Power為Poynting矢量在整個端口區(qū)域

22、的積分校準線：通常，模式校準線的定義在整個端口區(qū)域是自動完成的，然而，對于基于四面體網(wǎng)格的模型，校準線使用模式校準線代替整個端口區(qū)域，這對在非校準線位置引入大量電場的端口區(qū)域非均勻材料構(gòu)成的端口區(qū)域的計算是很有用的。Polarization極化當出現(xiàn)簡并模時，有相同傳播常數(shù)的兩個模式將線性疊加，根據(jù)使用的網(wǎng)格，有兩種定義簡并模的極化方式。對于六面體網(wǎng)格，在波導端口對話框中定義0360度的極化角，該角度和第一個簡并模的主方向有關(guān)，下圖給出了第一個模式的45度和90度極化情況。下圖第一個圖中，相對于U/V局部坐標系的端口平面上的45度極化情況上圖右面兩個圖中給出45度和90度極化角圓柱波導的TE1

23、1模（端口沿z方向）對于使用四面體網(wǎng)格的模型，使用ModeImpedanceandCalibration模式阻抗和校準對話框定義簡并模的極化，因而，兩條極化線需要沿著彼此垂直的的兩個簡并模的電場的主方向。下圖第一個圖給出了以相互垂直的矢量表述極化線的情況上圖右面兩個圖中給出端口處極化沿線的兩個凋落的TE11模的分布情況CST激勵源之Multipinport端口含有兩個以上導體的波導端口，將會激勵起TEM模，你可以在PotentialSetDefinitions和DefinePotentialSetItemDialog中確定和編輯指定的模式。為了定義Multipinport，必須在波導端口對話框

24、中激活multipin選框，按下Definepins按鈕，將彈出PotentialSetDefinitions對話框，在這里你可以定義或編輯Potential設(shè)置。注：在簡并模中，很容易出現(xiàn)不同模式的疊加情況，因此，Multipinportoperator（多引腳端口解算器）主要應用在均勻的多個同軸或連接器端口中，當然，在不同模式之間的傳播常數(shù)只有細微差別的時候，Multipinport也可以用在非均勻端口中。請注意兩個或更多非簡并模的疊加是會產(chǎn)生不準確的瞬態(tài)求解。在易于受非正交模式影響的非均勻多導體端口或引腳定義時multipinport應該定義為single-endedport（單端端口）

25、Potentialdefinitions為了定義描述電場的特殊散度分布的模式，必須在相應的引腳pin定義正負電勢potential，該引腳中，設(shè)置電位將作為繼端口數(shù)和模式數(shù)之后的第二個值，（如2(1,+)則表示端口2，模式1，正電勢）。屬于另一個電勢設(shè)置的引腳處的電勢將被設(shè)置為0，沒有定義電勢的導體將作為接地導體，因而具有相等電勢的多引腳之間的電壓將被設(shè)置為0。因為可以選擇指定引腳數(shù)次并定義不同模式（見下面的第二個例子），所以，你應該檢查一下你定義的電勢是否彼此正交，如果沒有檢查，求解器將自動使模式彼此正交以獲取穩(wěn)定的仿真。LineImpedancedefinition多引腳端口的線性阻抗等于

26、多個導體端口定義（見上面波導端口的相關(guān)介紹），考慮一個多引腳模式，注入結(jié)構(gòu)的所有電流按下面的計算準則考慮注：該表達式不同于一般的定義ZU/I,因而會得出不同結(jié)果。詳細內(nèi)容見下面的介紹Symmetries在多引腳端口中使用對稱是很容易的，如果對稱面兩側(cè)電勢相同，根據(jù)電場分布，必須定義一個磁對稱面，反之，則必須定義一個電對稱面。Examples：下面的兩個例子中使用一般的同軸端口來分析多引腳端口解算器（multipinportoperator）應用范圍、定義、使用。本征模求解右圖中是一個由四個內(nèi)導體和一個屏蔽導體構(gòu)成的多引腳波導，本征模求解器求解通過四個不同的2D模式給出，如下圖圖中電場矢量所示。

27、然而，因為這些模式是凋落模，只要模式是正交的，求解器的求解就是任意的，因而，任何經(jīng)線性疊加產(chǎn)生的模式都會在波導中傳播，multipinoperator多引腳解算器就是用來定義這些模式的。Multipindefinition多引腳定義指定模式的定義是通過確定相應導體上的電勢分布來實現(xiàn)的，右圖中就是兩個電勢設(shè)置，第一個是設(shè)置一個正電勢并在其對角的引腳pin處定義為負電勢即1(1,+)和1(1,-)，第二個也有兩個電勢設(shè)置，但是這次兩個都設(shè)置為正電勢1(2,+)，兩種情況下，其他模式都被定義為0。在這下面的兩個圖中，你可以看到多引腳模式分布情況，電場的散度分布和導體引腳上的電勢定義是一致的。Mode

28、setNo.1第一個引腳模式的電場分布，modesetNo.2的引腳電勢置為0，其線性阻抗為Z=2*U/I第二個引腳模式的電場分布，兩個定義的電流引腳的電壓設(shè)置為0，線性阻抗為ZU/I/2Multiplepinselection第二個例子中，我們給出了對兩個導體引腳使用多重選擇的雙同軸波導端口的微分激勵，在右圖中給出了導體引腳的多重定義。第一個多引腳multipin設(shè)置為彼此相反的電勢1(1,+)和1(1,-)，而第二個modeset設(shè)置為兩個正電勢1(2,+)，請注意導體引腳的多重選擇不能用于定義single-ended端口。下圖是多引腳模式設(shè)置并給出了相應的電場分布，因為使用了多引腳定義，

29、兩個模式是彼此正交的。Single-endedwaveguideports單端波導端口如上所述，對于非均勻多導體端口，QTEM模將部在凋落，這意味著會因現(xiàn)有模式的線性疊加產(chǎn)生新的模式，然而，我們對導體之間的耦合更感興趣，例如多導體微帶線之間的竄擾問題。通過單端（single-ended）s參數(shù)可以獲取這方面的信息，每個單個導體都考慮了導體與接地之間的電壓（沿最短的電壓路徑）以及由端口模式引起的導體電流?；诖耍诓▽Ф丝趯υ捒蛑?，所有多導體端口都必須定義為single-ended單端端口。在仿真開始時，求解器使用基模計算相應的s參數(shù)，然后在后處理階段在重新計算單端s參數(shù)（single-ende

30、ds-parameter）,該單端結(jié)果描述了引腳之間的耦合情況，此外，在CSTDESIGNSTUDIO中，通過相應的電路連接，他們也可以用來獲取任意的或微分S參數(shù)。以上圖中的雙導體微帶線為例，最上面的兩個圖給出了存在于線上的QTEM模分布：奇模和偶模。這兩個模式是在仿真過程中激勵起來的，因此求解器會計算出其相應的奇偶模的S參數(shù)?，F(xiàn)在啟動后處理根據(jù)給定的電壓/電流重組這些S參數(shù)，因而產(chǎn)生新的S參數(shù)體現(xiàn)這兩個隔離導體間的行為，如可以分析其間的竄擾。在最后兩個圖中可以看到CSTDESIGNSTUDIO中的通用或微分準則使得重組這些S參數(shù)成為可能。在這個例子中，新的S參數(shù)等效于奇偶模仿真求得的S參數(shù)。

31、然而，CSTDESIGNSTUDIO中，在復雜和非對稱甚至含有更多導體引腳的結(jié)構(gòu)中，該程序提供了不需重新仿真結(jié)構(gòu)就可以計算不同的連接模式。單端端口定義對感興趣的非正交模式也是非常有用的，但不太可能直接激勵起這些模式，卻可以通過基模仿真結(jié)果重組獲取他們的S參數(shù)，請注意：使用single-ended端口模式計算求解會自動激活規(guī)一化固定阻抗，但該阻抗值，在仿真前可以在相應的求解器對話框中修正。模式校準多引腳端口的模式是朝向和相應導體引腳電勢定義一致的電場散度方向的，磁場則由激勵端口的功率流決定，如模式的Poynting矢量總是指向端口的的輻射方向的。CST激勵源之離散端口除了波導端口和平面波，離散端

32、口提供了另一種饋電形式。離散端口有三種類型可用，電壓源激勵、電流源激勵，以及吸收功率并計算S參數(shù)的阻抗激勵。請注意，根據(jù)選擇的端口類型，端口的輸入信號是規(guī)一化的。端口類型：Voltageport:該端口通過一恒定電壓幅值實現(xiàn)電壓源的作用，在瞬態(tài)分析中，如果該端口沒有被激勵，那么沿線的電壓就被置為0，在運行求解中將記錄電壓激勵信號。Currentport:該端口通過一恒定電流幅值實現(xiàn)電流源的作用，在運行求解中將記錄電流激勵信號。Impedanceelement(S-Parametertype):該端口通過集中元件包括含內(nèi)阻的激勵和吸收功率的電流源來模擬仿真。在瞬態(tài)分析中，只有離散單元是激勵端口時

33、，電流源才被激活。該端口提供1w的輸入功率并可計算基于入射和反射時間信號相應的S參數(shù)。另外，也可以監(jiān)控橫過離散端口的電壓和穿過離散端口的電流。注意，離散端口的方向用來確定S參數(shù)的相位。Meshrepresentation網(wǎng)格描述離散端口是由兩個點定義的，或是選擇兩個點或是輸入點坐標的有效表達式，在ModellerView中可以看到輸入的數(shù)據(jù)，離散端口由一條直線和一個錐體來表示。因為離散端口必須位于計算網(wǎng)格上，所以建議在MeshView中檢查一下網(wǎng)格狀況，在MeshView中，我們可以看到幾乎所有的單元包括金屬線都在網(wǎng)格上，且只有中間的單元包含源。一個離散單元的網(wǎng)格包括兩條金屬線（圖中橙色部分）

34、和一個源（圖中紅色錐體）。線和錐體的顏色可以在ColorsViewOptions中修改。Symmetryplanes對稱面如果一個離散端口具有對稱面，在垂直切口處定義為電平面，平行處定義為磁平面。相應的離散端口的對稱因素都是自動考慮的，比如依賴于阻抗和輸入功率的仿真結(jié)果不會因定義了對稱面而改變。然而，考慮到單元的分配，如果定義了電對稱面，那么對稱規(guī)則和原問題會稍有不同，如下圖所示，在對稱面處源的對稱表示等價于中間有兩個源的離散單元，對于仿真結(jié)果而言，這個影響通常是可以忽略的。DiscretePort除了波導端口和平面波，離散端口提供了另一種饋電形式。離散端口有三種類型可用，電壓源激勵、電流源激

35、勵，以及吸收功率并計算S參數(shù)的阻抗激勵。離散端口是由起點和終點兩個點來定義的，這兩個點通過理想導線連接，如上圖中深橙色線所示，而端口源（圖中紅色錐體部分所示）位于該導線中間，線和錐體的顏色可以在ColorsViewOptions中修改。注：離散單元的起點和終點之間的導線必須沿著網(wǎng)格棱，然而，在模型窗口是無法看到這些線的分布的，只有在MeshView中，實際的針對網(wǎng)格的線的分布才可以看到，如上圖所示Porttypeframe端口類型框架在這里選擇端口類型，輸入?yún)?shù)將跟相應的設(shè)置一致，請注意：端口的輸入信號根據(jù)選擇的端口類型不同而規(guī)一化。S-Parameter：該端口通過集中元件包括含內(nèi)阻的激勵和

36、吸收功率的電流源來模擬仿真。在瞬態(tài)分析中，只有離散單元是激勵端口時，電流源才被激活。電流僅僅注入到端口中心部分的網(wǎng)格單元即途中紅色錐體部分，該集總的源單元沿定義的離散端口的終點的網(wǎng)格棱是電連接的，沿著導線，電流的作用類似傳輸線，這意味著在特定時間，電流沿線振幅不同。如果是電連接的精確模型，比如bondwire（跳線），建議使端口線長度低于感興趣的波長，并用真實模型模擬電連接。該端口提供1w的輸入功率并可計算基于入射和反射時間信號相應的S參數(shù)。另外，也可以監(jiān)控橫過離散端口的電壓和穿過離散端口的電流。注意，離散端口的方向用來確定S參數(shù)的相位?；赟參數(shù)的離散端口的等效電路如下所示：Voltagep

37、ort:該端口通過一恒定電壓幅值實現(xiàn)電壓源的作用，在瞬態(tài)分析中，如果該端口沒有被激勵，那么沿線的電壓就被置為0，在運行求解中將記錄電壓激勵信號。Currentport:該端口通過一恒定電流幅值實現(xiàn)電流源的作用，在運行求解中將記錄電流激勵信號。PropertiesframeName:從下拉菜單中選擇有效的名字，該數(shù)字將在結(jié)構(gòu)圖中的靠近離散端口處顯示，并用來命名相應的S參數(shù)，請注意該端口數(shù)的定義是和波導端口中的定義是一樣的。Impedance/Voltage/Current:指定離散端口輸入?yún)?shù)的數(shù)字表達式。根據(jù)端口類型中定義的設(shè)置插入阻抗、電壓幅度和電流幅度，對于選擇S-parameter，計算

38、得到的S參數(shù)將自動規(guī)一到特定的阻抗。Monitorvoltageandcurrent:如果激活該選項，在仿真過程中，將監(jiān)控橫過離散端口面的電壓和通過離散端口的電流。其時域和頻域曲線放置在導航樹的1DResultsDiscretePortsVoltages和1DResultsDiscretePortsCurrents文件夾下。請注意：所有的普幅度結(jié)果代表的是峰值，S-parameter的離散端口類型，所有的結(jié)果都是規(guī)一化到1W的功率的。LocationframeX1/Y1/Z1:指定離散端口的起點的全局坐標的數(shù)字表達式自動網(wǎng)格生成機制將使網(wǎng)格節(jié)點通過該點。X2/Y2/Z2:指定離散端口的終點的全

39、局坐標的數(shù)字表達式自動網(wǎng)格生成機制將使網(wǎng)格節(jié)點通過該點。U1/V1/W1:指定離散端口的起點的局部坐標的數(shù)字表達式自動網(wǎng)格生成機制將使網(wǎng)格節(jié)點通過該點。U2/V2/W2:指定離散端口的終點的局部坐標的數(shù)字表達式自動網(wǎng)格生成機制將使網(wǎng)格節(jié)點通過該點。Usepickedpointsaslocation:當激活該選項時，離散端口的起點、終點將從最后選擇的兩個點中選擇。Swappoints:交換離散端口的起點終點。DiscreteFacePort除了波導端口和平面波以外，離散端口提供另一種饋電，而DiscreteFacePort離散面端口是一種離散端口，是基于積分方程求解的。如果選擇了其他求解器的話，

40、離散面端口將被離散棱端口（DiscreteEdgePort）取代。在考慮電壓激勵或者吸收一定功率并可計算S參數(shù)的阻抗單元激勵時，兩種不同類型的離散面端口是可用的。通過選定兩個隔離的棱定義面端口，你可以在menu菜單中選擇SolveDiscretePorts。更進一步的情況是你可以在兩個edgechains棱鏈之間定義離散面端口。在一個棱鏈和一個面之間將生成自由表面。CST激勵源之平面波平面波激勵源為你提供了一種模擬來自源的入射波，該源位于觀察點很遠處，遠場監(jiān)視器合成計算RCS散射。注意，該激勵的平面波的輸入信號是根據(jù)用戶定義的電場矢量（V/m）值規(guī)一化的。激勵平面波必須滿足下面幾個條件。Bou

41、ndariesandbackgroundmaterial邊界和背景材料激勵平面波必須滿足幾個條件，首先，在入射波方向必須定義為開放的邊界條件。如下圖所示，平面波沿（1，1，1）方向通過計算域。因此Xmin、Ymin、Zmin、Xmax、Ymax、Zmax必須定義為開放邊界。當使用平面波源時，其他激勵端口不可以位于邊界條件處，此外，周圍空間應為均勻材料分布，這意味著backgroundmaterial應該設(shè)置為normal而非傳導材料conductingmaterial，不像其他激勵源，平面波只能由高斯脈沖驅(qū)動。Decouplingplane退耦面如果計算域由平行于邊界條件的金屬面分開，那么就必

42、須在金屬面的邊界處定義退耦面，這個可以在planewave對話框中自動檢測或用戶設(shè)置來完成。下圖是平面波遇到含有三個縫隙的金屬面的情況，檢測到的退耦面如圖中粉色框架所示，在平面前面，建立起駐波場模式，后面則可以看到典型的干涉場。Polarization極化對平面波激勵有三種不同的極化：線極化、圓極化和橢圓極化。對于線極化，在具有固定方向的激勵平面上存在一電場矢量，根據(jù)使用的excitationsignal改變該電場矢量的數(shù)量，線極化如下圖中由一綠色電場矢量和藍色磁場矢量的紅色平面表示，如下圖所示：對圓極化和橢圓極化，相互正交的兩個電場矢量存在于激勵平面上，這兩個矢量中的每一個都定義了一個線極化平面波。如果這輛線極化平面波同時激勵，那么該平面波就是橢圓極化。請注意，線極化和圓極化其實是橢圓極化的特例。對于圓極化和橢圓極化，兩個電場矢量是根據(jù)具有時延的激勵信號同時激勵的，時延是根據(jù)兩個電場矢量的的參考頻率和相移計算出來的，另外，電場矢量的大小也可能不同，軸比定義為第一個電場矢量和其相垂直的電場矢量的大小之比。當兩個電場矢量間的相移為0或180度時就成為線極