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人們對(duì)被限制在沿表面?zhèn)鞑サ?em>電磁波，例如表面等離激元(SPPs)，有很大的研究興趣，因?yàn)樗诩{米級(jí)光控制中有著潛在應(yīng)用。在這篇文章中，我們將討論如何設(shè)置一個(gè)仿真來可視化表面等離激元的傳播以及頻率-波矢量色散關(guān)系。表面等離激元簡(jiǎn)介電磁學(xué)的控制方程，也就是麥克斯韋方程組，可能看起來很簡(jiǎn)單，但它們的含義卻極為廣泛和深刻。

電磁仿真已廣泛應(yīng)用于有線與無線通信、衛(wèi)星、雷達(dá)、半導(dǎo)體與微波集成電路、計(jì)算機(jī)、汽車、航空航天等等領(lǐng)域，從毫米波電路，射頻電路封裝設(shè)計(jì)驗(yàn)證，到 PCB 板，天線設(shè)計(jì)等等。電磁仿真計(jì)算在民用與軍用領(lǐng)域的系統(tǒng)設(shè)計(jì)及仿真預(yù)測(cè)等方面都發(fā)揮著越來越重要的作用。達(dá)索系統(tǒng)于 2016 年先后收購(gòu)德國(guó)電磁軟件 CST，及英國(guó)電磁及多物理場(chǎng)仿真軟件 Opera。

達(dá)索Simulia品牌旗下的CST工作室套裝，是用于設(shè)計(jì)、仿真和優(yōu)化電磁系統(tǒng)的完備工具，被世界各地杰出的工程師和公司所廣泛采用。CST產(chǎn)品的三大支柱是精度、速度和易用性。達(dá)索系統(tǒng)SIMULIA旗下的CST軟件是一款專注于3D電磁場(chǎng)仿真、并提供電路、熱及結(jié)構(gòu)應(yīng)力協(xié)同仿真的設(shè)計(jì)軟件，提供完備的時(shí)域和頻域全波電磁算法和高頻算法。

(1) 地面接收天線適合布置在正對(duì)活動(dòng)平臺(tái)透波口位置，該位置電磁輻射比較其他位置更強(qiáng)，有利于遙測(cè)無線信號(hào)接收；(2) 在平臺(tái)兩側(cè)位置電磁輻射相對(duì)其他角度較弱，可以將其他頻段無線接收設(shè)備布置在此處進(jìn)行無線測(cè)量；(3) 實(shí)際測(cè)試過程中，外系統(tǒng)測(cè)試人員應(yīng)盡量避免在天線附近(距天線5~10 m)電磁輻射較強(qiáng)的位置處作業(yè)，以免干擾無線信號(hào)的正常穩(wěn)定接收；(4) 本文考慮了多信號(hào)源的復(fù)雜電磁環(huán)境

如下圖，作者制作了一排鋯硅納米柱，在其中摻雜熒光染料，隨后用顯微鏡聚焦渦旋光在納米柱一側(cè)，觀察到熒光分子被激活且熒光向著一側(cè)單向輻射。有兩點(diǎn)需要說明，第一個(gè)作者在仿真中使用的是偶極子光來近似等效聚焦渦旋光，第二點(diǎn)是作者的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象我覺得也并不明顯是單向輻射，盡管他的仿真很明顯。

仿真建模 使用波端口構(gòu)建完整無限寬的“地”，以此消除除了電磁耦合以外的其他電磁效應(yīng)，如圖2-1所示，其主要思路如下 : （1) 信號(hào)和電源都使用波端口創(chuàng)建激勵(lì)，波端口與外部PEC直接連接，使得沒有其他激勵(lì)形式的寄生效應(yīng)和二次場(chǎng)。同時(shí)要注意，波端口寬度不要超過四分之一最大頻率波長(zhǎng)，以消除波端口諧振的風(fēng)險(xiǎn)。

小結(jié)本文我們介紹了在 COMSOL Multiphysics 中定義電磁波模型的材料屬性的幾種方法。我們發(fā)現(xiàn)，在一定頻率范圍內(nèi)，用于定義相對(duì)介電常數(shù)的材料模型甚至也適合定義金屬材料。另一方面，根據(jù) “模擬電磁波問題中的金屬對(duì)象” 文章中的介紹，我們還可以通過邊界條件定義金屬域。

一、背景介紹高頻電磁場(chǎng)仿真在電子工程領(lǐng)域有著至關(guān)重要的作用，廣泛應(yīng)用于無線和有線通信、計(jì)算機(jī)、衛(wèi)星、雷達(dá)、半導(dǎo)體和微波集成電路、航空航天等多個(gè)領(lǐng)域，從芯片封裝、毫米波電路、射頻電路設(shè)計(jì)驗(yàn)證，到混合集成電路、PCB板、無源板級(jí)器件、RFIC/MMIC設(shè)計(jì)，再到天線設(shè)計(jì)，以及微波腔體、衰減器、微波轉(zhuǎn)接頭、波導(dǎo)濾波器等各類微波元器件的設(shè)計(jì)，都離不開高頻電磁場(chǎng)仿真工具。

IE3D仿真結(jié)果包括S、Y、Z參數(shù)，VWSR，RLC等效電路，電流 分布，近場(chǎng)分布和輻射方向圖，方向性，效率和RCS等;應(yīng)用范圍主要是在微波射頻電路、多層印刷電路板、平面微帶天線設(shè)計(jì)的分析與設(shè)計(jì)。3.6 Sonnet是一種基于矩量法的電磁仿真軟件，提供面向3D平面高頻電路設(shè)計(jì)系統(tǒng)以及在微波、毫米波領(lǐng)域和電磁兼容/電磁干擾設(shè)計(jì)的EDA工具。

RF 模塊和“波動(dòng)光學(xué)”模塊均包含了“電磁波，頻域”接口，該接口可用于直接求解仿真模型中各處的復(fù)雜電場(chǎng)。而“電磁波，波束包絡(luò)”接口只能從“波動(dòng)光學(xué)模塊”打開，可求解給定波矢的電場(chǎng)復(fù)包絡(luò)。在下文中，我們將“電磁波，頻域”接口簡(jiǎn)稱為“全波”仿真，將“電磁波，波束包絡(luò)”接口簡(jiǎn)稱為“波束包絡(luò)”仿真。

基于陣列天線基于陣列天線的增益提高在前文《陣列天線分析余綜合基礎(chǔ)（理論篇）》中已經(jīng)做了詳細(xì)的說明：陣列天線的輻射機(jī)理就是大量天線單元輻射的電磁波產(chǎn)生了”干涉“現(xiàn)象，不同天線陣元輻射的電磁波，同相疊加時(shí)，產(chǎn)生波瓣，在反相相消的地方，形成零點(diǎn)。

您還可以借助動(dòng)畫 功能（如下圖所示），可視化電磁波從發(fā)射器傳輸?shù)浇邮掌鞯倪^程。 電磁波從發(fā)射器到接收器的傳輸。這個(gè)仿真使用了 FEM-BEM 耦合功能。 在 Friis 公式中，需要知道兩個(gè)天線的遠(yuǎn)場(chǎng)天線增益。這些都可以使用遠(yuǎn)場(chǎng)域節(jié)點(diǎn)來計(jì)算。

CST微波工作室 用于高頻器件的快速、準(zhǔn)確3D仿真工具。適用于整個(gè)電磁波和光波波段的電磁仿真，可仿真大部分結(jié)構(gòu)、材料下的S參數(shù)、輻射和散射問題。 CST設(shè)計(jì)工作室 通用的路仿真工具。

黎小嬌中國(guó)汽車工程研究院 電磁仿真工程師▉ 演講主題：新能源汽車電磁兼容仿真與測(cè)試技術(shù)▉ 嘉賓簡(jiǎn)介：2015年進(jìn)入中國(guó)汽車工程研究院股份有限公司擔(dān)任汽車電磁仿真工程師，從事汽車電磁兼容仿真及測(cè)試開發(fā)工作，包括整車建模、零部件系統(tǒng)及整車的輻射發(fā)射、整車線束串?dāng)_、整車抗擾、車載天線輻射性能等仿真方法的研究、相關(guān)驗(yàn)證測(cè)試平臺(tái)的搭建

3) 電磁兼容性（EMC）：仿真可用于分析電子設(shè)備之間的電磁干擾，以確保設(shè)備之間的互操作性。4) 電磁場(chǎng)輻射：研究電磁波的輻射和傳播，如雷電、電磁輻射等。5) 電磁散射和反散射：分析物體對(duì)電磁波的散射特性，如雷達(dá)散射和探測(cè)。6) 電磁場(chǎng)仿真：分析電磁場(chǎng)的分布和行為，如靜電場(chǎng)、磁場(chǎng)等。

對(duì)于智能汽車的天線和傳感器組件優(yōu)化，達(dá)索CST（電磁和多物理場(chǎng)仿真軟件）工作室套裝，能夠?qū)μ炀€元件的輻射特性進(jìn)行仿真，減少實(shí)驗(yàn)室中的測(cè)試，可以輕松實(shí)現(xiàn)以下兩個(gè)方面的仿真： 1、在多層射頻板上設(shè)計(jì)饋電結(jié)構(gòu)和輻射元件的布局。

這個(gè)設(shè)計(jì)建立了天線的等效模型，推導(dǎo)了其輻射場(chǎng)的理論表達(dá)，討論了介質(zhì)諧振器半徑對(duì)渦旋波電磁波模態(tài)的影響，通過仿真結(jié)果表明，該天線在波段有四個(gè)諧振點(diǎn)，能夠分別產(chǎn)生模態(tài)的渦旋電磁波。此外，該天線結(jié)構(gòu)緊湊，成本低，增益良好，具有較高的天線效率，產(chǎn)生的各個(gè)模態(tài)的渦旋電磁波都具有良好的旋轉(zhuǎn)性，能夠獲得較強(qiáng)的抗干擾能力，為軌道角動(dòng)量在毫米波頻段的應(yīng)用提供了一定的現(xiàn)實(shí)意義。

為了建模DC直至毫米波頻段的電磁效應(yīng)，需要對(duì)布局進(jìn)行特殊處理。Ansys可提供多種用于片上結(jié)構(gòu)的高級(jí)電磁仿真技術(shù)。Ansys HFSS 是有限元方法(FEM)抽取器的行業(yè)標(biāo)桿，有經(jīng)驗(yàn)的工程師將它用于技術(shù)探索和簽核驗(yàn)證。

CST (Computer Simulation Technology) 是一種廣泛應(yīng)用于電磁場(chǎng)仿真中的軟件工具。它能夠模擬各種電磁現(xiàn)象，包括微波傳輸、射頻和毫米波技術(shù)、光學(xué)系統(tǒng)和電子裝置等。CST電磁場(chǎng)仿真軟件的優(yōu)點(diǎn)之一在于其用戶友好的界面，它通過圖形化界面支持簡(jiǎn)單易用的操作模式，使得用戶可以快速進(jìn)行仿真分析。