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

HFSS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。
( q# P/ B0 D$ `' P6 a4 [1 Z

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。
0 E/ o' f; X3 m, b( a) M6 T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。
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。
1 e% R& K+ H- _% C" s7 o2 f所以希望辐射边界更大些就好。
9 o! u5 d/ }5 K

汪洋大海

看看这个图，入射角与反射系数的关系。
- m8 }5 T; f' b/ r$ ~

taconic

坐下听一会。
7 v8 s; n. W5 U% k" a/ T0 a) p
: Z0 ?5 I& w3 \+ D, \% R

汪洋大海

0 j) F( y0 y9 E; P0 ?4 j( p
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。

5 X0 H3 {3 I- A4 X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。
$ t) u1 s( N$ l1 L
0 U7 \: _, E0 [6 q7 }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。
% v1 B6 T0 S1 N+ U$ D* {

saladrf

高手一解释，好象有点儿明白了。
: H* }) x: c  Y6 Q, k思考一会，消化消化……

从无到有

) B# e( u! y( E0 @3 o
看了高手的讲解以后，我的理解是，
  u' {$ p. K0 ^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。
( U: o) C) l) N$ V

taconic

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，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
6 U: W+ m1 _( |& M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 ...

' r/ @6 ~" M1 i3 x. J楼上说的好象很有道理哟……

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：
+ B# C+ ]" q& F- A- E  K' C& @
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。

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。
- I3 W2 b8 F0 g, Z8 t4 i
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。
& ~9 a. U, ?$ Y2 N6 Y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。