CST频域求解器和本征模求解器仿真分析含孔缝的金属矩形腔的屏蔽性能

模型尺寸如下图所示，矩形腔体上方有一条缝隙，允许平面波穿透到腔体内部。在腔体中心位置添加一个电场探针用于检测宽频的电场强度。

选择频域求解器，创建模型、添加电场探针和平面波激励后，直接运行仿真。相对于时域求解器而言，频域求解器更适合仿真高谐振的腔体结构。

仿真完成后查看探针结果，在5.5GHz和9GHz出现两个谐振峰。下面我们结合仿真，分析结构模型如何影响腔体的屏蔽性能。

1、孔缝共振对矩形腔屏蔽性能的影响

孔缝处发生谐振的条件是：fr=c/(2*L_max)。此处L_max=27.5mm,则fr=5.45GHz,恰好与电场探针第一个峰值的频率对应。由此提出猜测：电场探针在5.5GHz附近的谐振峰是孔缝共振产生的。

为了验证这一猜测，对孔缝长度进行参数扫描。仿真完成后查看电场探针和电场分布结果。

随着孔缝长度的变化，电场探针在5.5GHz附近的峰值也会随之改变，可见该孔缝结构是影响腔体在5.5GHz附近屏蔽性能的主要因素。

在孔缝中间添加一个小的金属块。当孔缝共振条件被破坏后，电场探针在5.5GHz附近的峰值也随之消失了。

2、腔体自身的谐振模式对屏蔽性能的影响

查看在9GHz的电场分布。该场型与矩形腔基模的场分布是相似的。由此我们可以提出一个猜测：电场探针在9GHz附近的峰值与腔体自身的谐振模式有关。

为验证这一猜想，将求解器切换为本征模求解器，创建相同尺寸的腔体结构。运行仿真，查看该腔体结构的本征频率和电场分布。

和我们的猜测一样，矩形腔基模的本征频率是9GHz,且电场分布与FEM求解的场型是一致的。

为了进一步探究矩形腔在9GHz附近的屏蔽性能与腔体本征模式的关系，对腔体长度进行参数扫描，对比腔体基模的本征频率与电场探针峰值处对应频率的变化趋势。

随着腔体长度的增加，腔体基模的本征频率与电场探针谐振峰对应的频率均往低频偏移，且两个频率几乎是一一对应的。因此矩形腔在9GHz附近的屏蔽性能主要受腔体本征模式的影响。

通过对矩形腔体屏蔽性能的分析，可以看出CST在结构屏蔽性能仿真方面提供了非常直观且高效的工具，帮助大家快速地定位哪些结构特征是影响屏蔽性能的主要因素。