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。
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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）。
' {8 G1 c4 W2 C+ T( y4 a2 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。

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。
  M" [) r9 }( q4 c# N7 u* S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。
5 Q, Y$ U: e' V$ {1 T所以希望辐射边界更大些就好。
, E/ ?# W" R2 H7 i) ]

汪洋大海

看看这个图，入射角与反射系数的关系。

taconic

& ]  I) b1 r! b) T) G5 K$ t坐下听一会。

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( r6 o# `2 \, J: x0 g. u7 p! N

汪洋大海

7 e9 g/ Y9 X# K* p  s* \
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。
3 d5 m/ @' d3 s; B" P' G
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。

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。
; ]  L* `9 F6 [, Z& L( T2 n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。
/ G; H2 ^  T9 u& ~! u8 r! \

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2 B) E% r) C+ h, F- @( Q- j

saladrf

高手一解释，好象有点儿明白了。
+ e5 C) H6 A, b  k, }思考一会，消化消化……

从无到有

+ E; S/ d5 X! c4 F% ~
1 z$ ?; y2 |0 N& ^8 i& q/ I: P看了高手的讲解以后，我的理解是，
4 Y, B# e3 k( q4 _3 v, k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。

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 K. J# Z5 n; N" Z2 }- [. v5 i俺有个神奇的idea：
( g6 l; K' l, d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 ...

' V. [+ R$ t' [- y% I+ n2 P: P3 ^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：

2 c, n: J# J5 Q* Y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。
' K" [2 U+ Q7 p) v' \
0 j: Q7 F: f4 N/ I* _4 B7 e2 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。

* D3 Y- e5 d: f/ |* w1 n  B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。
) H- f- v2 J: J$ V7 Y; B