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电磁分析 — 高频 — 文章目录

高频电磁场分析处理波长与结构尺寸相当或更小的领域(微波到毫米波),支撑传输线、波导、谐振器和天线馈电系统的设计。由于求解波动方程,网格以波长的1/10到1/20为基准,频率越高计算规模增长越快。时域(一次求得宽频带)和频域(精确求解谐振)的区分使用,是方法选择的主轴。

《FDTD法(时域有限差分法)》一文讲解时域差分法的核心——Yee网格、Courant稳定条件和PML吸收边界。只需对一次时域计算做傅里叶变换就能得到宽频带的S参数,这是FDTD最大的优势,也是它与UWB天线和EMC分析相性好的原因。

收录文章

  • 空洞共振器的电磁场仿真
    以封闭 WR-90 波导段构成的空腔为例,讲解矩形空腔谐振器的谐振频率、模式排序以及铜壁损耗决定的Q值。用差分法本征值分析展示谐振频率随网格加密的收敛情况,并总结用FEM求解时棱边单元、损耗和耦合的处理。
  • 共面波导(CPW)的电磁场仿真
    共面波导(CPW)的电磁场仿真方法。与微带线的差异、理论基础到实际应用、故障排查。高频设计波导分析。
  • 介电体谐振器的电磁场仿真
    系统讲解介电体谐振器的电磁场仿真,涵盖TE/TM/HE模式、共振频率近似公式、Q值与温度系数,以及基于全反射原理的高频谐振器有限元设计方法。
  • 电磁波传播
    从麦克斯韦方程导出的波动方程:∇² E - με (∂² E)/(∂ t²) = 0 相位速度v_p = 1/√με。
  • FDTD法(时域有限差分法)高频电磁场分析
    FDTD法时域有限差分法用于高频电磁场分析,涵盖理论基础、数值方法与工程实践。适用于天线设计、微波器件、EMC仿真等应用。
  • 高频FEM
    讲解高频电磁场的有限元分析。频域的亥姆霍兹方程用棱边单元(Nédélec单元)离散,求解复对称矩阵,HFSS是代表工具。网格越粗、频率越高,数值色散带来的相位误差越大,单元边长应控制在波长的1/6以下。
  • 超材料电磁分析
    用洛伦兹型等效磁导率和德鲁德型等效介电常数模型,计算了开口谐振环阵列(谐振10 GHz、填充率0.3)与细金属线阵列(等离子频率15 GHz)组合的超材料。磁导率在10~11.95 GHz为负,此时介电常数也为负,
  • 矩量法(MoM)— 积分方程基础的电磁场解析手法
    矩量法(MoM)是基于积分方程的电磁场解析手法,详解与FEM、FDTD的区别。最适合天线设计和散射解析的数值计算方法,从理论到实务应用全面讲解。
  • 微带线路的电磁场解析
    微带线路的电磁场解析相关内容,包括高频特性评估和信号完整性保证的理论和数值计算方法、实现方法的讲解。支持FEM、FDTD手法。
  • PML吸収境界条件(Perfectly Matched Layer)
    完美匹配层(PML)吸收边界条件的理论、电导率分布及反射系数设计准则,结合时域有限差分法(FDTD)与有限元法(FEM)实现案例进行阐述。
  • S参数分析
    讲解S参数:用入射波与反射波、透射波之比表示高频电路的端口特性。S11是反射系数,-20 dB对应1%反射功率;S21是透射系数,-3 dB表示一半功率通过。介绍有限元中提取S参数的方法、矢量网络分析仪测量和实务检查清单。
  • 时域反射率测定(TDR)
    时域反射率测定(TDR)的理论基础到实务应用。阻抗测量和传输线路分析的CAE技术详解。反射系数、S参数。
  • Waveguide Modes
    深入讲解导波管模式分析,涵盖TE/TM模式分类、截止频率、传播常数与波阻抗,以及亥姆霍兹方程的有限元与FDTD数值求解方法和实务应用流程。

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