CST微波工作室边界条件和背景材料

CST微波工作室边界条件和背景材料
概述：
为什么要设置边界条件？
①对于使用计算机来进行电磁计算或者电磁仿真分析，都是只能处理有限空间内的电磁问题
②在CST微波工作室中，就是通过设置适当的边界条件，来实现把电磁问题设定于有限的空间内
背景的概念
所谓背景是指用户创建的结构模型区域以外的空间
内容：
背景材料的设置
边界条件的类型、定义和相关设置操作

一、背景材料的设置
背景材料
所谓背景是指用户创建的结构模型区域以外的空间
背景材料就是指用户所创建模型的外侧的填充材质
背景材料的设置
Modeling>Materials>Background
常用的材质：PEC（理想导体）、Normal（真空/空气）、Anisotropic（各向异性材料材质）、Lossy metal（有耗导体材质）对微波器件的仿真分析来说一般采用PEC、Lossy metal，对于天线、RCS这类辐射或者散射问题的分析通常采用Normal

Surrounding space 背景材料与用户所创建的模型之间的间距，默认都为0，意味着背景材料直接覆盖在用户所创建的结构模型的外侧。

二、边界条件的设置和类型
边界条件的设置
Simulation>Setting>Boundaries
边界条件的类型
Electric
Magnetic
Open(PML)
Open(add space)
Periodic
Conducting wall
Unit Cell
Symmetry Planes

Electric-----电边界
等效于理想导体（PEC），电场垂直于边界表面
当背景材料设置为理想导体时，自动设置为电边界

Conducting wall --------有耗导体边界
良导体/非理想导体边界条件，等效于有耗导体，电场垂直于边界表面
当背景材料设置为有耗导体（Lossy metal），自动设置为有耗导体边界

Magnetic-------磁边界
边界条件上的电场方向与表面相切，磁场与表面垂直
真实世界中不存在理想磁边界，它只是理论上的约束条件

Open—开放边界
相当于理想匹配层（PML），电磁波几乎无反射通过边界
可用于等效于自由空间的情况

Open（Add Space）
与Open边界条件相同，边界表面设置与模型有一定的距离，主要是用于远区场的计算
用于天线RCS等辐射/散射问题的仿真分析

Periodic-----周期边界条件
用于阵列天线、FSS等周期性结构的仿真分析
成对出现，需要设置相位差

Unit Cell
类似于周期边界条件，用于周期性结构的仿真分析
只能用于通用频域求解器
如果与Unit Cell 边界相邻的边界表面是Open边界条件，则采用Floquet模式实现开放边界

Symmetry Planes----对称面/对称边界条件
应用对称边界可以在构造结构时仅构造一部分，减小结构的尺寸和设计复杂性，缩短计算时间
有电璧对称面（electric）、磁壁对称面（magnetic）两种类型
如果电场垂直于对称面且对称，选择电璧对称面
如果磁场垂直于对称面且对称，选择磁壁对称面

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