CST入门18-激励源之平面波激励

通过平面波激励源，可以模拟来自观测对象远距离处的入射波。结合远场监视器，可以计算RCS。

输入的激励平面波信号由自定义的电场矢量值（单位：V/m）归一化。平面波激发的相位参考位置是全局 WCS 的原点 (0,0,0)。

激发平面波时，需要满足几个条件。

平面波激励无限周期结构时，推荐使用unit cell近似。

边界条件和背景材料   

激发平面波时，必须满足几个条件。首先，在入射方向上必须定义开放边界条件。在下图中，一个平面波以(1, 1, 1)方向通过计算域。全部边界设置为开放边界。

当使用平面波源时，其他激励端口不得位于边界条件上。background空间应为均匀的normal材料，不能用导电材料。

Multilayered background多层背景   

材料层的排列可以通过平面波源来激励（目前仅适用于四面体网格的频域求解器）。每个层代表一个均匀材料块，在两个方向上延伸到无限远。该材料是各向同性的，并且可以是有损的。堆叠上下的区域被视为其相邻层的扩展。Decoupling planes用于分割层和层。

多层背景可以在“Background properties”对话框中使用编辑器进行定义。层可以在x、y或z方向上定义。还有一个自动检测算法，用于在模型中手动构建z方向上的多层背景。

Decoupling plane解耦面   

如果计算域被一个无限延伸的金属平面穿过，需要将其定义为解耦平面。任何与边界相接触的PEC平面都会自动检测为解耦平面。如果检测失败或出现错误，可以在Plane Wave对话框中手动定义解耦平面。仅支持与笛卡尔坐标轴对齐的解耦平面。如果要模拟有限PEC结构，在边界条件设置中中添加额外空间。

使用解耦面可以限制平面波的激励范围，并包含反射波。下图展示了解耦面（用粉色框标记）的效果，后方可见典型的干涉图案。此外，解耦面还会影响结构的RCS。PEC平面的RCS定义为零。

Polarization极化   

平面波激励可以定义三种不同的极化方式：线、圆或椭圆极化。对于线极化，存在一个电场矢量与固定方向的激发平面。这个电场矢量根据使用的excitation signal改变大小。线极化显示为红色平面，带有绿色电场矢量和蓝色磁场矢量：

圆极化或椭圆极化的情况下，存在两个互相垂直的电场矢量在激发平面内。每个矢量都定义了一个线极化平面波。如果同时激发这两个线性极化平面波，则得到的平面波是椭圆极化的。椭圆极化的定义可能会产生特殊情况即圆极化和线极化。

电场矢量的圆极化或椭圆极化是根据激励信号同时激发两个电场矢量，具有一定的时间延迟。这个时间延迟是针对给定参考频率和两个电场矢量之间的相位差计算出来的。两个电场矢量的大小可能不同，轴比定义了第一个（主）电场矢量和垂直的第二个矢量之间大小的比。

线极化平面波的特殊情况是当两个电场矢量之间的相位差为0或180度时。圆极化的轴比始终为1，相移始终为+90或-90度。因此，圆极化只有两种可能的配置：左旋和右旋圆极化。圆极化以绿色的圆弧显示，从主电场向量（灰色）开始使用箭头表示使用左旋或右旋圆极化。

如果相位差不等于+90或-90度，或者轴比不等于1，则是椭圆极化。椭圆极化的显示方式类似于圆形极化，用一个椭圆弧表示其极化方向和大小。

如果在参考频率处相位差为正，则对于在参考频率处定义的电场监测器，主场矢量达到最大值时的相位为0度。如果相位差为负，则电场监测器在参考频率下记录的场之间将存在额外的相位差，并且在平面波定义可视化时将显示为绿色箭头。

右旋圆极化平面波的空间场分布在固定时间内呈现出左旋方向沿传播方向的旋转：