[HFSS]Floquet port激励及主从边界设置(实例)

1.Floquet port简介

对于阵列天线,可以选择对单元天线通过Floquet port激励,
从而形成周期延拓的天线阵列

2.基本模型建立

直接通过HFSS仿真矩形波导实例来简单了解Floquet port 的设置过程
需建立的模型如图:
称上面的矩形为矩形1，下面的矩形为矩形2

基本设置如下:
unit:mm
solution type:modal
Add properties:
上面的矩形:

下面的矩形:

3.主从边界设置

首先按F进入Face选择，选择矩形1 +x轴方向的面，右击如下:


从矩形1的右下角点一下，再在左下角点一下，得到的方向是自定义坐标轴中的U方向，同时生成了V方向轴

选择OK，然后可在Boundaries看到刚刚设置的主边界

主边界和从边界都是成对出现的，而且它们的U-V坐标轴的方向要一致。
然后设置从边界，翻过去背面，选择矩形1 -x轴方向的面

这时点击矩形1左下角，再点击右下角，得到跟主边界一样方向的U轴，同时V轴也定好了。注意下图中圈出的地方，Reverse表示V轴方向翻转，使得U-V轴都指向所定义的平面。

其余条件默认即可。
这样一对主从边界就定义好了。
按照我的理解，如果只有刚刚设置的主从边界，
在无限延拓时就会按照x轴的方向进行延拓。
如果我们想要向四周延拓，那我们还需要定义一个主从边界
我们返回矩形1的正面，选择矩形1的
左侧面作为主边界，右侧面作为从边界。
步骤同上。

4.wave port 设置

接下来设置激励端口
首先是Wave port
将矩形2底面设置为Wave port

这里需要勾选Reverse,具体原因还没弄懂
其余默认

5.floquet port 设置

选择矩形1的上表面来设置 floquet port

设置A B的方向分别为 +x轴 和 +y轴

可通过模式计算看到,除了第一第二种模式,其余模式在传播是都会有衰减,这里直接忽略,选择两种模式即可。


剩下设置保持默认，可以在Boundaries看到已经设置好的floquet port

6.Analysis setup

注意这里是299.79M Hz


按”ENTER“完成设置
SWEEP设置保持默认即可

7.验证、仿真

先Validate,没问题后Analyze All

8.结果演示

先解释一下为什么会有两个激励端口，一开始我也没搞懂，问了师兄才知道：
当我们设置了两个激励端口是，会默认将其中一个端口的发射功率设置为0W，而且默认为50欧姆的负载。
依次按下：
excitations->右键->Edit Source
如图可以看出，只有一个模式功率不为0。

可是，这里也是可以设置的，比如现在是
从Floquet port 发射波，Wave port 接收波

做以下修改：

从Wave port 发射波，Floquet port 接收波

接下来选择Analysis->setup1->右键->Matrix Data
解释一下该矩阵各个参数的意义（以从Floquet port 发射波，Wave port 接收波为例）：

1.可以看到该矩阵是中心对称的，数值一样的参数具有相同的物理意义。
(忽略每个参数的第二项，如（0.22696，148），我们需要知道的是0.22696就可以了）

2.第一行第一列的参数( FloquetPort1:1 , FloquetPort1:1)，即0.22696,即我们所熟知的反射系数S11，其中 FloquetPort1:1代表的是TE00模式。
意义是从Floquet port发射TE00模的波，在Floquet port处的反射系数。

3.第二行第二列的参数( FloquetPort1:2 , FloquetPort1:2)，即0.22748，其中 FloquetPort1:2代表的是TM00模式。
意义是从Floquet port发射TM00模的波，在Floquet port处的反射系数。

4.第一列第三行的参数，即0.9739，代表着
从Floquet port发射TE00模的波，在Wave port处接收，即传输系数

5.再看第一列第四行的参数，即0.0010658，非常下，说明：
从Floquet port发射TE00模的波，在Wave port处接收TM00的波，的传输系数
说明TE00于TM00是正交的，基本无能量的传递

OK~基本就是这样设置Floquet port 了，
以上是直接在正上方发射平面波，
后续还会改变入射角，移步我的下一篇博客。
[HFSS]Floquet port扫描角设置
thanks~