用用问题的端口与端口

当使用 COMSOL Multiphysics 软件在频域模拟波动电磁场问题时，有几个选项能够进行无反射传播电磁波的边界模拟。本文我们将讨论 RF 模块的‘集总端口’边界条件，以及 RF 模块和波动光学模块中的‘端口’边界条件。

利用边界条件简化您的

当模拟电磁时（例如天线，波导，，，滤波器滤波器）同轴轴模型，它为从个轴轴的的分为分为份。。我们知道我们输入电缆电缆和输出输出电缆的的电磁场种

还存在其他一些情况，例如我们已经知道模拟域中某些边界上电磁场的模式（但不知道大小或相位），此时就应使用‘集总端口’和‘端口’边界条件。让我们看一下这些边界条件的意义，以及何时应该使用它们。

‘集总’边界边界

要讨论‘集总端口’边界条件，我们可以从研究同轴电缆中的场开始。同轴电缆是一个由介电分隔的内导体和外导体构成的波导。在同轴电缆的工作频率内，它们将以横电磁 (TEM) 模式工作，意思是电场和磁场矢量在沿电缆传播的波方向不存在分量。也就是说，电磁与磁场全部存在于截面平面内。在 COMSOL Multiphysics 中，我们可以计算同轴电缆的这些场与阻抗，如同如同电缆模型所。

这个一，结果，结果，电场电场下降与导体之间之间之间1/r成正比。，既然我们已经了在轴电缆形状的的的，就电缆‘集总，同’’：通过的激励包括：通过通过选项选项通过线缆阻抗，施加电压电压与与相位；；或通过施加电流电流；；或或或与作为与与与1/r（（（（（（））（（（（（（））输出（输出输出输出波之

同轴电缆中的电场

对于同轴电缆，我们需要在一个环形面应用边界条件，在其他情况下，我们也可以使用‘集总端口’边界条件。‘集总端口’条件还包括‘均匀’和‘用户定义’选项。‘均匀’选项可用于如下几何：一个桥接两个导电面之间狭隙的表面。假设电场在两个边界面之间大小均匀，软件自动计算‘集总端口’面的高度与宽度，它应当远小于周围材料中的波长。‘均匀集总端口’常用于激励带状线和共面波导，正正“模拟共面”博客博客博客具体介绍过的。

'''均匀集'的的几。

‘用户定义定义您手动馈线高度与与，以及以及的的电场矢量矢量矢量的方向。方向。。本本本选项项项适合适合适合适合需要手动手动输入输入输入这些这些这些这些这些这些这些这些设定偶极天线示例。

‘用户用户总'的端口几何几何。

‘集总端口’条件的另一项应用是模拟小型电气单元，例如着与微波电路连接的电阻、电容、或电感。‘集总端口’可以用于指定模拟域内两个导电边界之间的有效阻抗。还有一个附加的‘集总单元’边界条件，它的公式与‘集总端口’相同，但有一个定制用户界面以及不同的后处理选项。威尔金森功率功率器演示演示这一功能

利用‘集总端口’求解了模型的解之后，COMSOL Multiphysics 会自动后处理 S 参数，以及模型中每个‘集总端口’的阻抗，但仅支持计算 TEM 模型波导的阻抗。也能计算非常接近 TEM 的结构中的近似阻抗，就像“计算波纹波导阻抗”博客中的。传播传播存在的或或，我们或或或或或或或或将不不不使用使用使用使用使用使用使用使用集端口端口'条件端口端口端口端口。。

‘端口’边界边界

在'端口'边界条件，让让之前我们先了解矩形矩形。，，波导内的也存在解析解这些解分为（TE）或（TM），分别分别表示在在传播传播方向

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‘端口’边界与与与与端口端口端口端口端口端口有不同有有不同有有略略有略略略条件略有略略在相同相同相同相同的的的的边界边界边界边界上上上增加多多类类也就也就也就也就是产生产生'''集总'则则则覆盖（（（（））。'端口'边界端口条件会在每种下以功率的的形式入射波入射波入射波的

所所波导系统示意图

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显示了的模式，以及的的的。得到的电场

‘端口’边界边界也支持圆形和同轴波导形状，因为这些情况下也存在解析解。但大部分波导截面并没有，这时，必须使用‘数值端口’边界条件。这种边界可以用于任意的波导截面。当求解包含一个‘数值端口’的模型时，需要先求解边界处的场。有关这一模拟技巧的示例，请看介电板板波，它与个解析进行了，然后了，然后再再波适配器，它它通过端口的形状进行数值。

预定义预定义，同轴和圆形。

使用使用端口能任意波导截面波导截面

最后一个案例，‘端口’边界条件适合模拟平面波在类无限周期性结构中的入射，比如衍射光栅。在这种情况下，我们知道任何入射和出射波必须为平面波。出射平面波将沿不同方向传播（不同的衍射级），我们可以提前确定方向，但无法确定相应大小。在这些情况下，您可以使用‘周期性端口’边界条件，它可以指定输入波的极化与方向。软件随即会自动计算不同衍射级的所有方向，以及传至每个衍射级的功率大小。

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小小

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