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

" x, n. C, C* ]" o. c
. s+ N7 D' }$ ^0 VHFSS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）。
: G9 C4 H: R6 s# c, [) U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。
4 ~! E3 t3 o: u: P  ]# X

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。
  j% s, j! y) _( M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。
% Y+ m# s, X; P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。
所以希望辐射边界更大些就好。

汪洋大海

看看这个图，入射角与反射系数的关系。

taconic

坐下听一会。
/ e8 ?2 k. H0 t1 {, P. o
6 N* p! ]# m. U# u5 k- A% E. K) J
6 N3 [5 g/ u" P0 E" e
7 J" X! }' ~/ }! H: ^

汪洋大海

& [+ p+ Y1 D+ q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。

+ t( ]- K5 x) [' ^+ ]$ s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。
/ t2 |- A0 @! G& @
. j3 g" x9 |% C2 y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。
+ n) N3 }7 y. e! x+ ]  O0 m& W

. o6 S/ R( K2 x9 ~5 j. _6 L
+ v  a6 O+ O) S5 y; ^: Q

saladrf

高手一解释，好象有点儿明白了。
4 |9 q  S. w3 f思考一会，消化消化……

从无到有

6 L; F7 V9 l4 `# q( b
9 X! n/ `& U+ j9 f+ L! \8 G% V& v看了高手的讲解以后，我的理解是，
. s5 {# Y- e0 e* @2 Z) X1 L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。
: [. F& W# Z2 L

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
8 r" _8 }4 L3 W1 B3 w7 F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 ...

楼上说的好象很有道理哟……
/ `& a/ r3 G- t+ L8 D+ ]

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：
2 W9 d* D. w, Z% ^$ G2 u/ U
# W: S4 G3 Q0 O( 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。
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3 H7 D0 A. f$ p$ W9 ?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。

! E6 m* d, D& O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。
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