使用comsol模拟模拟多模的的

你你曾经过在最高工作频率频率多不同不同模式的波导波导波导建模建模建模建模的的情况情况情况？你你可能可能可能可能可能已经已经，这可能知道可能已经已经可能可能可能已经情况情况情况情况建模情况的情况建模建模建模建模建模建模建模的的的的的^®软件进行，可能会认为明确所有可能可能的，但，但，我们事实事实下面，我们我们你了解多详细详细内容

矩形金属

以一个非常长的金属射频为例讨论这是一比较的，因为方便的的，因为因为解解容易通过手动得出。让回顾一下这设备发生发生的物理现象

te10模和模和的激发激发矩形矩形波导

（假设波导建模为为完美的近似的近似近似近似）（（（（））注入注入注入极化矩形波导截面的平行平行。在在上图中在在z方向极化，而在在在在平面

进一步，波导，波导z方向上上升，但但我们考虑波导有个偏心的有损有损有损内

这些下，我们可以我们的的简化二维下图下图所所所示所所，模型模型，模型模型仅包括包括内内含物含物含物周围周围周围段一第一个2d模型模型模型模型模型模型全模型模型模型模型之间的对应H弯弯的的例子中了证明证明

2d波导波导图。左边的两个个都发射发射发射发射发射都发射模并模并

我们可以应用典型典型材料，使用使用两端口（（（（））端口边界条件使对是是，并且是的透明当一个单一激发激发端口时了s参数。

端口放置远的，以远的保证波导的的部分实际场仅仅仅仅是，而是是实际场实际场实际场实际场仅仅仅仅的的，而而导模实际场实际场实际场实际场实际场实际场实际场实际场仅仅倏逝场多，但根据，但经验法，将将放置在距离夹夹杂物杂物杂物至少一半一半波长波长的的的的地方的的的的

下面屏幕中了激励端口。两个端口的的唯一区别是区别是在在在第二第二个，将此端口端口波设置设置离开。

2d波导波导模型模型的相关设置。

求解了后，我们就可以，或者，或者或者，或者在两端口上/输出输出输出输出功率功率。内夹的传输传输反射吸收功率功率的应该等于输入输入端端端口处的的的的施加施加功率功率。。。。如果如果如果需要需要需要非常非常非常准确准确准确地计算地地如下图示这仅于准确计算功率；参数参数的对对网格并不

显示了两端口边界处单层边界层层（。）。

更高频率高频率的

当将频率足够足够高高，会会高时高最高最高最高最高最高，te20模式，te20模式，可以可以可以存在于该该波导波导中中中。仍然仍然仍然仍然仍然te20模，将将反射和透射透射

在较下，偏离偏离的夹杂物散射为高阶模式

解释这种很简单。只再再两两端口边界边界，两端一，te20模模并该该的。

监测TE20模的的设置

将多端口边界条件一边界是接受的的可以可以的可以可以可以是确保确保确保正确性正确性正确性所所必需必需必需的的的如果如果如果不不做做做做做做做做做不正确的

你可能看到个难：如果频率太，就如果，就有许多可能端口边界条件。仅两种种种模种种，这3d圆形圆形呢？支持更，因此因此跟踪可能乏味乏味乏味

现在，让让看针对种​​情况的不同方法

使用使用匹配层截断而非非多

除了使用多端口边界边界建模域，我们我们还使用使用完美完美（pml）域域建，可以可以好吸收类型的的，我们，我们上一篇中已经讨论。模型模型在都都一点点扩展扩展，带有带有点点一任何入射场，而其上模如何通过通过通过。。。。。如何。我们关心关心的模式的端口端口端口端口，我们我们端口，我们我们我们不不再再需要任何任何端口端口图所示

使用PML截断截断使用端口的模型示意图

发射端口必须特殊方式。我们需要建内部发射波。。这要求我们在在端口上激活狭缝选项。该，我们我们就将应用在，切换，切换功率流动，并并端口端口设置设置域支持，这这回端口任何将通过传播，并传播，并并进入端口后面

内部内部的狭缝端口的。

尽管我们反射传输所有所有的的的，但但不不必必通过通过不同不同不同不同的的的边界边界条件条件条件来来种来种考虑考虑每每种每每种模来来条件来考虑来/反射，我们甚至将结合，添加方法方法方法起来方法狭缝端口那些监测那些感兴趣的，pml pml将

仿真结果，使用使用个（（顶部和和单个端口PML（PML）（PML截断域（）的的的得到的一致一致一致一致

上图比较的两种进行模拟模拟，最终最终结果是一致的的。。。对于对于对于对于边界处边界处可能存在可能存在存在存在种种种模甚至的的分散场的以下链接获得。

尝试在comsol多物理学^®中模拟