如何使用離散遠場源 - 輻射功率和多極子展開

之前寫過一篇如何導出和查看遠場數據，包括遠場源ffs格式：如何導出和查看farfield遠場數據 --- ffs，txt，csv

打開ffs查看，可見就是坐標、頻點、輻射功率和遠場電場等信息：                            

這里要強調一下，雖然激勵功率都是0.5W，但是遠場源作為“輻射源“，激勵的功率是radiated power，也就是輻射功率，圖中的0.492W，不是“激勵”功率 stimulated power 0.5W，這個很多人還不知道。

然后我們看看如何更好的在I和A求解器中使用遠場源，因為有的時候有用戶發現導入的遠場源和原文件的遠場源在形狀、效率和方向性這些方面有一點差別。

開一個空的I求解器或A求解器項目，導入遠場源的方法很多，最簡單的是直接拖拽到界面：

很多用戶為了方便也是這么做的，但是沒注意到提示，可以按CTRL開始導入選項。不開選項就直接導入了： 

這時候再想改導入選項就得進去屬性了： 

位置在這不能改了，要改就Transform移動旋轉場源。

另一個方法是界面點擊導入場源，導航樹和仿真頁下都有：

這樣也進入導入設置：

這個界面有個重點，Calculate multipole coefficients，默認開啟并且是自動模式。用遠場源仿真之后，可查看多級頻譜：

可見指數式下降，然后自動停在一定階數：

多級系數Multipole Coefficients在遠場源導入中的作用是什么？

遠場計算描述了遠離給定電磁波源的場行為。與所考慮的波長相比，距離足夠遠。這意味著 1 / r^n, n = 2,3... 的高階項可以忽略，因此主要存在橫向場分量。CST為用戶導入遠場源提供了計算多極系數并根據要求設置所需精度級別的能力。

當遠場源作為天線在近場中的近似行為導入時，或者在天線的近場中存在的結構，亦或者天線被替換為等效遠場源時，為了重建近場效應，遠場源利用多極展開，它有助于通過遠場更準確地重建近場行為，即有助于將遠場源置于近場區域。

如果遠場數據非常復雜并且有很多變化、零點等，那么達到重建近場行為所需的準確度水平所需的多極度數將會很高。多極展開精度的一個很好的指標是在模擬后檢查一維文件夾中的多極光譜結果。如果多極譜曲線以對數方式衰減，則重建成功。

即使多極擴展在使用遠場數據重建近場行為方面可能非常強大，但遠場源與結構的仍存在最小距離限制。隨著多極度數的增加，遠場源的直徑也會增加。因此，如果遠場源內部存在任何結構或探針，它們可能會產生錯誤的結果。對此有以下解決方案：

• 使用端口激勵或近場源，而不是遠場源。

• 在導出遠場源時，使用不同分辨率，并檢查多極頻譜是否(對展開階數)收斂更快。

• 刪除不需要的場源數據，某些角度范圍是不必要的。

小結：

1. 若遠場離結構夠遠，可不用多級展開，直接用原本的遠場源；

2. 遠場里結構較近，推薦使用多級展開，高階可以更準確擬合遠場圖，但是增加遠場圖尺寸；避免階數太高可以用默認automatic自動計算，或用上面三個解決方案。

3. 遠場源激勵功率不是0.5W，而是輻射功率。

4. 原文請登錄搜索達索網站 QA00000100358。

感謝閱讀，如果覺得本篇文章有點用，請點個在看或喜歡作者，分享給更多朋友了解和關注我們。