CST入门——边界条件Boundary的选择与设置

边界条件简介

由于计算机只能计算具有有限展开的问题，因此在进行仿真时需要指定边界条件。

当进入边界属性设置时，CST将显示建模的结构，并根据每个边界的边界条件显示一个对应的的边界框。不同的边界条件的颜色对应不同边界条件的描述（例如绿色对应电壁电边界）。

点击CST左上角Boundaries选项即可进入Boundary Conditions边界条件设置

在高频电磁仿真中一般有Electric电边界、Magnetic磁边界、Open (PML)、Open (add space)、Periodic周期结构、Conducting Wall导体壁、Unit Cell单元结构等边界条件，需要根据自己仿真模型按需正确选择。下面来简单介绍一下这几种不同边界条件的特点。

1. Electric 电边界

电边界相当于一个完美的电导体，其中电场的切向分量和磁通量的法向分量为零。这意味着电场垂直于边界，磁通量平行于边界

2. Magnetic 磁边界

磁边界相当于一个完美的磁性导体，其中磁通量的切向分量和电场的法向分量为零。这意味着电场平行于边界，磁通量垂直于边界。

3. Open (PML)

开放边界通过使用完全匹配层边界(PML)将接触几何扩展到无限大。波可以以最小的反射通过这个边界，相当于电磁波几乎无反射通过该边界。

4. Open (add space)

Open (add space)与Open (PML)相同，但为远场计算增加了一些额外的空间。对于天线、RCS问题，建议使用此选项。用open可能就会报错（亲测）

5. Periodic 周期结构

periodic 连接两个相对的边界，可自定义相移，从而模拟计算域在相应方向上周期性扩展。因此，将一个边界更改为周期性边界总是会将相反的边界也更改为周期性边界。此设置主要应用于具有周期性边界的天线模型。

6. Conducting Wall导体壁

这个边界就像一堵有损耗金属材料的墙。

7. Unit Cell单元结构

单元边界条件适用于一般频域求解器。单元单元边界条件与周期边界条件非常相似。除了在坐标轴方向上的周期性外，还可以定义二维周期性。

7.1. Floquet模式参数

在将边界定义为unit cell单元格类型之后，这个对话框是可用的点击boundary conditions右下角Floquet boundaries按钮即可进入设置。
Floquet对话框提供了修改Floquet模式参数的选项。

Edit Floquet port:指定以下设置有效的Floquet端口。
Number of Floquet modes:设置将用于模拟的Floquet模式的数量。
Distance to reference plane:指定到参考平面的距离，然后在模拟过程中使用该距离来获得s参数的正确相位信息。正值使参考平面向外移动，负值使参考平面向内移动。
Polarization independent of scan angle phi: 如果复选框被激活，基本模式TE(0,0)和TM(0,0)将线性组合，从而产生的偏振对准给定的偏振角度(以度为单位)。这个偏振值只能在计算之前设置。如果Zmin和Zmax同时存在，则适用于所有Floquet端口。

8. Symmetry Planes 对称面

最后介绍一下对称面的设置，如果你的模型是对称的，你可以定义对称平面来加速你的计算。定义的每一个对称平面都可以将计算时间减少1 / 2，因此如果存在对称，建议指定对称。对称的类型可以是电的或磁的。

经过设置后的对称面与下图类似