CST頻域求解器和本征模求解器仿真分析含孔縫的金屬矩形腔的屏蔽性能

模型尺寸如下圖所示，矩形腔體上方有一條縫隙，允許平面波穿透到腔體內(nèi)部。在腔體中心位置添加一個(gè)電場(chǎng)探針用于檢測(cè)寬頻的電場(chǎng)強(qiáng)度。

選擇頻域求解器，創(chuàng)建模型、添加電場(chǎng)探針和平面波激勵(lì)后，直接運(yùn)行仿真。相對(duì)于時(shí)域求解器而言，頻域求解器更適合仿真高諧振的腔體結(jié)構(gòu)。

仿真完成后查看探針結(jié)果，在5.5GHz和9GHz出現(xiàn)兩個(gè)諧振峰。下面我們結(jié)合仿真，分析結(jié)構(gòu)模型如何影響腔體的屏蔽性能。

1、孔縫共振對(duì)矩形腔屏蔽性能的影響

孔縫處發(fā)生諧振的條件是：fr=c/(2*L_max)。此處L_max=27.5mm,則fr=5.45GHz,恰好與電場(chǎng)探針第一個(gè)峰值的頻率對(duì)應(yīng)。由此提出猜測(cè)：電場(chǎng)探針在5.5GHz附近的諧振峰是孔縫共振產(chǎn)生的。

為了驗(yàn)證這一猜測(cè)，對(duì)孔縫長(zhǎng)度進(jìn)行參數(shù)掃描。仿真完成后查看電場(chǎng)探針和電場(chǎng)分布結(jié)果。

隨著孔縫長(zhǎng)度的變化，電場(chǎng)探針在5.5GHz附近的峰值也會(huì)隨之改變，可見該孔縫結(jié)構(gòu)是影響腔體在5.5GHz附近屏蔽性能的主要因素。

在孔縫中間添加一個(gè)小的金屬塊。當(dāng)孔縫共振條件被破壞后，電場(chǎng)探針在5.5GHz附近的峰值也隨之消失了。

2、腔體自身的諧振模式對(duì)屏蔽性能的影響

查看在9GHz的電場(chǎng)分布。該場(chǎng)型與矩形腔基模的場(chǎng)分布是相似的。由此我們可以提出一個(gè)猜測(cè)：電場(chǎng)探針在9GHz附近的峰值與腔體自身的諧振模式有關(guān)。

為驗(yàn)證這一猜想，將求解器切換為本征模求解器，創(chuàng)建相同尺寸的腔體結(jié)構(gòu)。運(yùn)行仿真，查看該腔體結(jié)構(gòu)的本征頻率和電場(chǎng)分布。

和我們的猜測(cè)一樣，矩形腔基模的本征頻率是9GHz,且電場(chǎng)分布與FEM求解的場(chǎng)型是一致的。

為了進(jìn)一步探究矩形腔在9GHz附近的屏蔽性能與腔體本征模式的關(guān)系，對(duì)腔體長(zhǎng)度進(jìn)行參數(shù)掃描，對(duì)比腔體基模的本征頻率與電場(chǎng)探針峰值處對(duì)應(yīng)頻率的變化趨勢(shì)。

隨著腔體長(zhǎng)度的增加，腔體基模的本征頻率與電場(chǎng)探針諧振峰對(duì)應(yīng)的頻率均往低頻偏移，且兩個(gè)頻率幾乎是一一對(duì)應(yīng)的。因此矩形腔在9GHz附近的屏蔽性能主要受腔體本征模式的影響。

通過對(duì)矩形腔體屏蔽性能的分析，可以看出CST在結(jié)構(gòu)屏蔽性能仿真方面提供了非常直觀且高效的工具，幫助大家快速地定位哪些結(jié)構(gòu)特征是影響屏蔽性能的主要因素。