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边界条件问题

05-08
一个贴片天线,其下方有一金属板,金属板面积相当于天线面积10倍,且天线投影在金属板上,金属板与天线距离为1/10天线频点波长,如下图所示:
请教,该金属板的边界条件如何设置?
1).直接设置金属板边界条件为perfect E,感觉实际场强分布并非per E
2).对该金属板不设置边界条件,那么该情况下HFSS是如何处理该金属板的?


需要说明,金属板 会通过 馈线屏蔽层最终同天线 接地的 辐射臂 连接。

边界条件要根据器件的实地情况设置,是必须要设置的,无法无法仿真求解的。(软件可能有默认设置的边界条件)

hfss实际可自定义设置的boundary条件中,貌似没有一个合适于设置这块metal的实际边界条件,perfect E还有接近,但毕竟和实际场分布有偏差。
但如果不针对该metal单独自定义设置boundary条件,hfss也可以正常求解,问题是,hfss默认为metal设置了什么样的boundary条件?




上图中,
case1:metal 会通过 馈线屏蔽层最终同天线 接地的 辐射臂 连接(same net)
case2:metal 同天线 接地的 辐射臂 不存在任何电气连接(diff net)
这两种情况,hfss求解,对于metal的boundary应该是不同的吧?区别应该在 哪里?
个人意见:
case1      会有部分传导电流分布于metal上
case2      metal上主要是感应场(金属板与天线距离为1/10天线频点波长)

其实这里牵涉到的主要问题是,我们通常仿真patch antenna时,环境特性(如金属,墙壁,ABS等)会影响其VSWR/辐射特性,尤其是金属材质,在hfss中如何去仿真评估这种影响?
对于金属,天线体的gnd可能同metal同网络,也可能不同网络,如何通过设置不同的boundary来区分?是否需要区分?

第一个问题,仿真或者测试考虑的都仅仅是天线的辐射特性,而不考虑天线与环境的相互作用,因为在实际应用中,环境常位于天线的远场区,对天线的辐射特性影响很小。但这并不总是成立,如手机天线,仿真或测试都要加入实际手机模型,探地雷达天线(近场)要考虑大地对辐射特性的影响
第二个问题没怎么看懂,实际情况怎样就怎样仿真,如果metal与馈线相接就建立相应的模型仿真,没相接就建没接的模型仿真,metal如果是pec材料就不需要再设什么边界条件了,如果只是一个surface就设成理想电边界。
感觉小编是做电路的,仿天线没必要引入net的概念,按实际情况建模仿就可以了

十分感谢zw978!
第一个问题,仿真或者测试考虑的都仅仅是天线的辐射特性,而不考虑天线与环境的相互作用,因为在实际应用中,环境常位于天线的远场区,对天线的辐射特性影响很小。但这并不总是成立,如手机天线,仿真或测试都要加入实际手机模型,探地雷达天线(近场)要考虑大地对辐射特性的影响
answer:正是此贴讨论的初衷
第二个问题没怎么看懂,实际情况怎样就怎样仿真,如果metal与馈线相接就建立相应的模型仿真,没相接就建没接的模型仿真,metal如果是pec材料就不需要再设什么边界条件了,如果只是一个surface就设成理想电边界。
answer:设置为perfect E是一种近似处理方式,只是觉得surface的 边缘场 同perfect E不同。

天线的VSWR和环境相关,很难做到理想吧
实际使用中(基站天线),一般默认天线的驻波比是1.5,反射还是比较大的

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