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如何计算COMSOL RF模块的电磁波透射率的问题

消耗积分:1 | 格式:pdf | 大小:0.08 MB | 2020-07-07

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　　透/反射率的计算在电磁波研究中非常常见，计算结果的准确性与材料参数定义，边界条件的选择，网格剖分有十分紧密的关系。以下是个人关于电磁波透/反射率计算问题的经验整理，如有错漏欢迎指正和补充。需要计算透/反射率的器件通常可分为几种类型：

　　1. 波导器件

　　如各类波导分路器，光纤Bragg光栅，其入射端及出射端都满足波导模式。当入射及出射端波导满足端口（Port）内置结构（同轴/矩形），可直接选择内置的波导类型，如RF案例库中的H弯波导（h_bend_waveguide）及环形器（lossy_circulator）案例。当波导结构与内置类型不同时，需要首先通过模场分析计算出波导模式，通过Port边界的Numeric 类型耦合到频域分析中，作为入射条件。如V3.5a及V4中的波导适配器（Wave_adapter）案例，以及在V4.2a中更新的 dielectric_slab_waveguide案例，见附件1。需要说明的是，波导常常支持多个模式，为了保证作为频域分析边界条件的模场分布是正确的，可以先进行边界模式分析，设定查找多个模式，根据模场分布从结果中找到作为入射条件的模式对应的模指数，然后在进行整个模型分析时，把此模指数作为参考值（Search for modes around：），查找模式数（Desired number of modes：）设定为1。以此保证入射条件正确。对于以上两种情况，Port边界内置的S参数可计算出透/反射率，其中S11对应端口1的振幅反射率，S21对应从端口1至端口2 的振幅透射率，以此类推。

　　2. 周期性散射体

　　如金属纳米天线阵列，光栅，光子晶体，在一或两个维度上具有周期性。在RF模块中，完美电/磁导体（PEC/PMC）是完全反射边界，散射边界（SBC）、端口（Port）边界仅对某些角度或分布的光波透明，其他角度的光波均会有一定程度的反射，而PML如果设置恰当可以保证各角度入射波均被吸收。可以想像，如果散射场在边界上有反射，最终计算出的透射场及反射场会受到影响。边界的选择十分重要。此类结构，可用周期性边界条件，或是根据电/磁场的对称性用PMC/PEC边界进行简化，仅对重复单元进行模拟。目前的解决方案主要有两种：
 

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