邊界條件的設(shè)置

第二章：邊界條件這一章主要介紹使用邊界條件的基本知識(shí)。邊界條件能夠使你能夠控制物體之間平面、表面或交界面處的特性。邊界條件對(duì)理解麥克斯韋方程是非常重要的同時(shí)也是求解麥克斯韋方程的基礎(chǔ)?！?.1為什么邊界條件很重要用AnsoftHFSS求解的波動(dòng)方程是由微分形式的麥克斯韋方程推導(dǎo)出來(lái)的。在這些場(chǎng)矢量和它們的導(dǎo)數(shù)是都單值、有界而且沿空間連續(xù)分布的假設(shè)下，這些表達(dá)式才可以使用。在邊界和場(chǎng)源處，場(chǎng)是不連續(xù)的，場(chǎng)的導(dǎo)數(shù)變得沒(méi)有意義。因此，邊界條件確定了跨越不連續(xù)邊界處場(chǎng)的性質(zhì)。作為一個(gè)AnsoftHSS用戶(hù)你必須時(shí)刻都意識(shí)到由邊界條件確定場(chǎng)的假設(shè)。由于邊界條件對(duì)場(chǎng)有制約作用的假設(shè)，我們可以確定對(duì)仿真哪些邊界條件是合適的。對(duì)邊界條件的不恰當(dāng)使用將導(dǎo)致矛盾的結(jié)果。當(dāng)邊界條件被正確使用時(shí)，邊界條件能夠成功地用于簡(jiǎn)化模型的復(fù)雜性。事實(shí)上，AnsoftHFSS能夠自動(dòng)地使用邊界條件來(lái)簡(jiǎn)化模型的復(fù)雜性。對(duì)于無(wú)源RF器件來(lái)說(shuō)，AnsoftHFSS可以被認(rèn)為是一個(gè)虛擬的原型世界。與邊界為無(wú)限空間的真實(shí)世界不同，虛擬原型世界被做成有限的。為了獲得這個(gè)有限空間，AnsoftHSS使用了背景或包圍幾何模型的外部邊界條件。模型的復(fù)雜性通常直接與求解問(wèn)題所需的時(shí)間和計(jì)算機(jī)硬件資源直接聯(lián)系。在任何可以提高計(jì)算機(jī)的硬件資源性能的時(shí)候，提高計(jì)算機(jī)資源的性能對(duì)計(jì)算都是有利的。§2.2一般邊界條件有三種類(lèi)型的邊界條件。第一種邊界條件的頭兩個(gè)是多數(shù)使用者有責(zé)任確定的邊界或確保它們被正確的定義。材料邊界條件對(duì)用戶(hù)是非常明確的。1、激勵(lì)源波端口（外部）集中端口（內(nèi)部）2、表面近似對(duì)稱(chēng)面理想電或磁表面輻射表面背景或外部表面3、材料特性?xún)煞N介質(zhì)之間的邊界具有有限電導(dǎo)的導(dǎo)體§2.3背景如何影響結(jié)構(gòu)背景邊界:所謂背景是指幾何模型周?chē)鷽](méi)有被任何物體占據(jù)的空間。任何和背景有關(guān)聯(lián)的物體表面將被自動(dòng)地定義為理想的電邊界（PerfectE）并且命名為外部（outer）邊界條件。你可以把你的幾何結(jié)構(gòu)想象為外面有一層很薄而且是理想導(dǎo)體的材料。有耗邊界:如果有必要，你可以改變暴露于背景材料的表面性質(zhì)，使其性質(zhì)與理想的電邊界不同。為了模擬有耗表面，你可以重新定義這個(gè)邊界為有限電導(dǎo)(FiniteConductivity)或阻抗邊界(Impedanceboundary)。有限電導(dǎo)邊界可以是一種電導(dǎo)率和導(dǎo)磁率均為頻率函數(shù)的有耗材料。阻抗邊界默認(rèn)在所有頻率都具有相同的實(shí)數(shù)或復(fù)數(shù)值。輻射邊界:為了模擬一個(gè)允許波進(jìn)入空間輻射無(wú)限遠(yuǎn)的表面，重新定義暴露于背景材料的表面為輻射邊界(RadiationBoundary)。背景能夠影響你怎樣給材料賦值。例如，你要仿真一個(gè)充滿(mǎn)空氣的矩形波導(dǎo)，你可以創(chuàng)建一個(gè)具有波導(dǎo)形狀特性為空氣的簡(jiǎn)單物體。波導(dǎo)表面自動(dòng)被假定為良導(dǎo)體而且給出外部(outer)邊界條件，或者你也可以把它變成有損導(dǎo)體。§2.4邊界條件的技術(shù)定義激勵(lì)(Excitation)激勵(lì)端口是一種允許能量進(jìn)入或?qū)С鰩缀谓Y(jié)構(gòu)的邊界條件。理想電邊界(PerfectE)PerfectE是一種理想電導(dǎo)體或簡(jiǎn)稱(chēng)為理想導(dǎo)體。這種邊界條件的電場(chǎng)(E-Field)垂直于表面。有兩種邊界被自動(dòng)地賦值為理想電邊界。1、任何與背景相關(guān)聯(lián)的物體表面將被自動(dòng)地定義為理想電邊界并并且命名為outer的外部邊界條件。2、任何材料被賦值為PEC(理想電導(dǎo)體)的物體的表面被自動(dòng)的賦值為理想電邊界并命為smetal邊界。理想磁邊界(PerfectH)PerfectH是一種理想的磁邊界。邊界面上的電場(chǎng)方向與表面相切。自然邊界(Natural)當(dāng)理想電邊界與理想磁邊界出現(xiàn)交疊時(shí)，理想磁邊界也被稱(chēng)為Natural邊界。理想磁邊界與理想電邊界交疊的部分將去掉理想電邊界特性，恢復(fù)所選擇區(qū)域?yàn)樗郧暗脑疾牧咸匦?。它不?huì)影響任何材料的賦值。例如，可以用它來(lái)模擬地平面上的同軸線饋源圖案。有限電導(dǎo)率(FiniteConductivity)邊界有限電導(dǎo)率邊界將使你把物體表面定義有耗(非理想)的導(dǎo)體。它是非理想的電導(dǎo)體邊界條件。并且可類(lèi)比為有耗金屬材料的定義。為了模擬有耗表面，你應(yīng)提供以西門(mén)子/米(Siemens/meter)為單位的損耗參數(shù)以及導(dǎo)磁率參數(shù)。計(jì)算的損耗是頻率的函數(shù)。它僅能用于良導(dǎo)體損耗的計(jì)算。其中電場(chǎng)切線分量等于Zs(nxHtan)。表面電阻(Zs)就等于(1+j)/0Z)。其中，6是趨膚深度；導(dǎo)體的趨膚深度為23zp3是激勵(lì)電磁波的頻率.Z是導(dǎo)體的電導(dǎo)率M是導(dǎo)體的導(dǎo)磁率阻抗邊界(Impedance)——一個(gè)用解析公式計(jì)算場(chǎng)行為和損耗的電阻性表面。表面的切向電場(chǎng)等于Zs(nxHtan)。表面的阻抗等于Rs+jXs。其中，Rs是以ohms/square為單位的電阻Xs是以ohms/square為單位的電抗分層阻抗(LayeredImpedance)邊界在結(jié)構(gòu)中多層薄層可以模擬為阻抗表面。使用分層阻抗邊界條件進(jìn)一步的信息可以在在線幫助中尋找。集總RLC(LumpedRLC)邊界——一組并聯(lián)的電阻、電感和電容組成的表面。這種仿真類(lèi)似于阻抗邊界，只是軟件利用用戶(hù)提供的R、L和C值計(jì)算出以ohms/square為單位的阻抗值。無(wú)限地平面(InfiniteGroundPlane)通常，地面可以看成是無(wú)限的、理想電壁、有限電導(dǎo)率或者是阻抗的邊界條件。如果結(jié)構(gòu)中使用了輻射邊界，地面的作用是對(duì)遠(yuǎn)區(qū)場(chǎng)能量的屏蔽物，防止波穿過(guò)地平面?zhèn)鞑?。為了模擬無(wú)限大地平面的效果，在我們定義理想電邊界、有限電導(dǎo)或阻抗邊界條件時(shí)，在無(wú)限大地平面的框子內(nèi)打勾。輻射邊界(Radiation)——輻射邊界也被稱(chēng)為吸收邊界。輻射邊界使你能夠模擬開(kāi)放的表面。即，波能夠朝著輻射邊界的方向輻射出去。系統(tǒng)在輻射邊界處吸收電磁波，本質(zhì)上就可把邊界看成是延伸到空間無(wú)限遠(yuǎn)處。輻射邊界可以是任意形狀并且靠近結(jié)構(gòu)。這就排除了對(duì)球形邊界的需要。對(duì)包含輻射邊界的結(jié)構(gòu)，計(jì)算的S參數(shù)包含輻射損耗。當(dāng)結(jié)構(gòu)中包含輻射邊界時(shí)，遠(yuǎn)區(qū)場(chǎng)計(jì)算作為仿真的一部分被完成。§2.5激勵(lì)技術(shù)綜述端口：是唯一一種允許能量進(jìn)入和流出幾何結(jié)構(gòu)的邊界類(lèi)型。你可以把端口賦值給一個(gè)兩維物體或三維物體的表面。在幾何結(jié)構(gòu)中三維全波電磁場(chǎng)被計(jì)算之前，必須確定在每一個(gè)端口激勵(lì)場(chǎng)的模式。AnsoftHFSS使用任意的端口解算器計(jì)算自然的場(chǎng)模式或與端口截面相同的傳輸線存在的模式。導(dǎo)致兩維場(chǎng)模式作為全三維問(wèn)題的邊界條件。AnsoftHFSS默認(rèn)所有的幾何結(jié)構(gòu)都被完全裝入一個(gè)導(dǎo)電的屏蔽層，沒(méi)有能量穿過(guò)這個(gè)屏蔽層。當(dāng)你應(yīng)用波端口(WavePorts)于你的幾何結(jié)構(gòu)時(shí)，能量通過(guò)這個(gè)端口進(jìn)入和離開(kāi)這個(gè)屏蔽層。作為波端口的替代品，你可以在幾何結(jié)構(gòu)內(nèi)應(yīng)用集中參數(shù)端口(LumpedPorts)。集中參數(shù)端口在模擬結(jié)構(gòu)內(nèi)部的端口時(shí)非常有用?！?.5.1波端口(WavePorts)端口解算器假定你定義的波端口連接到一個(gè)半無(wú)限長(zhǎng)的波導(dǎo)，該波導(dǎo)具有與端口相同的截面和材料。每一個(gè)端口都是獨(dú)立地激勵(lì)并且在端口中每一個(gè)入射模式的平均功率為1瓦。波端口計(jì)算特性阻抗、復(fù)傳播常數(shù)和S參數(shù)。波動(dòng)方程在波導(dǎo)中行波的場(chǎng)模式可以通過(guò)求解Maxwell方程獲得。下面的由Maxwell方程推出的方程使用兩維解算器求解。II021(,)(,)0rrExyExy<￡p(IVXVX=1|\/rr其中:(,)Exyr是諧振電場(chǎng)的矢量表達(dá)式；是自由空間的波數(shù)；0K邛是復(fù)數(shù)相對(duì)導(dǎo)磁率；rs是復(fù)數(shù)相對(duì)介電常數(shù)。求解這個(gè)方程，兩維解算器得到一個(gè)矢量解(,)Exyr形式的激勵(lì)場(chǎng)模式。這些矢量解與和七無(wú)關(guān)，只要在矢量解后面乘上zzeY-它們就變成了行波。另外，我們注意到激勵(lì)場(chǎng)模式的計(jì)算只能在一個(gè)頻率。在每一個(gè)感興趣的頻率，計(jì)算出的激勵(lì)場(chǎng)模式可能會(huì)不一樣?！?.5.2模式(Modes)對(duì)于給定橫截面的波導(dǎo)或傳輸線，特定頻率下有一系列的場(chǎng)模式滿(mǎn)足麥克斯維方程組。這些模式的線性疊加都可以在波導(dǎo)中存在。模式轉(zhuǎn)換某些情況下，由于幾何結(jié)構(gòu)的作用像一個(gè)模式變換器，計(jì)算中包括高階模式的影響是必須的。例如，當(dāng)模式1（主模）從某一結(jié)構(gòu)的一個(gè)端口（經(jīng)過(guò)該結(jié)構(gòu)）轉(zhuǎn)換到另外一個(gè)端口的模式2時(shí)，我們有必要得到模式2下的S參數(shù)。模式，反射和傳播在單一模式的信號(hào)激勵(lì)下，三維場(chǎng)的解算結(jié)果中仍然可能包含由于高頻結(jié)構(gòu)不均勻引起的高次模反射。如果這些高次模反射回激勵(lì)源端口，或者傳輸?shù)较乱粋€(gè)端口，那么和這些高次模相關(guān)的S參數(shù)就必須被考慮。如果高次模在到達(dá)任何端口前，得到衰減（這些衰減由金屬損耗或者傳播常數(shù)中的衰減部分所造成），那么我們就可以不考慮這些高次模的S參數(shù)。模式和頻率一般來(lái)說(shuō)，和每種模式相關(guān)的場(chǎng)模式也許會(huì)隨頻率的改變而變化。然而，傳播常數(shù)和特性阻抗總是隨頻率變化的。因此，需要頻掃時(shí)，在每一個(gè)頻率點(diǎn)，都應(yīng)有相應(yīng)的解算。通常，隨著頻率的增加，高次模出現(xiàn)的可能性也相應(yīng)的增加。模式和S參數(shù)當(dāng)每個(gè)端口的定義都正確時(shí)，仿真中包括的每個(gè)模式，在端口處都是完全匹配的。因此，每個(gè)模式的S參數(shù)和波端口，將會(huì)根據(jù)不同頻率下的特性阻抗進(jìn)行歸一化。這種類(lèi)型的S參數(shù)叫做廣義的S參數(shù)。實(shí)驗(yàn)測(cè)量，例如矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀，以及電路仿真器中使用的特性阻抗是常數(shù)（這使得端口在各個(gè)頻率下不是完全匹配）。為了使計(jì)算結(jié)果，和實(shí)驗(yàn)及電路仿真得到的測(cè)量結(jié)果保持一致，由HFSS得到的廣義S參數(shù)必須用常數(shù)特性阻抗進(jìn)行歸一化。如何歸一化，參看波端口校準(zhǔn)。注解：對(duì)廣義S參數(shù)歸一化的失敗，會(huì)導(dǎo)致結(jié)果的不一致。例如，既然波端口在每一個(gè)頻點(diǎn)都完全匹配，那么S參數(shù)將不會(huì)表現(xiàn)出各個(gè)端口間的相互作用，而實(shí)際上，在為常數(shù)的特性阻抗端口中，這種互作用是存在的?！?.5.3波端口的邊界條件：波端口邊緣有以下所述的邊界條件：理想導(dǎo)體或有限電導(dǎo)率邊界一在默認(rèn)條件下，波端口邊緣的外部定義為理想導(dǎo)體。在這種假設(shè)條件下，端口定義在波導(dǎo)之內(nèi)。對(duì)于被金屬包裹傳輸線結(jié)構(gòu)，這是沒(méi)問(wèn)題的。而對(duì)于非平衡或者沒(méi)被金屬包圍的傳輸線，在周?chē)橘|(zhì)中的場(chǎng)必須被計(jì)算，不正確的端口尺寸將會(huì)產(chǎn)生錯(cuò)誤的結(jié)果。對(duì)稱(chēng)面端口解算器可以理解理想電對(duì)稱(chēng)面（PerfectEsymmetry）和理想磁對(duì)稱(chēng)面（PerfectHsymmetry）面。使用對(duì)稱(chēng)面時(shí)，需要填入正確的阻抗倍增數(shù)。阻抗邊界——端口解算將識(shí)別出端口邊緣處的阻抗邊界。輻射邊界——在波端口和輻射邊界之間默認(rèn)的設(shè)置是理想導(dǎo)體邊界?！?.5.4波端口校準(zhǔn)：一個(gè)添加到幾何結(jié)構(gòu)的波端口必須被校準(zhǔn)以確保一致的結(jié)果。為了確定場(chǎng)的方向和極性以及計(jì)算電壓，校準(zhǔn)是必要的?！?.5.5求解類(lèi)型：模式驅(qū)動(dòng)對(duì)于模式驅(qū)動(dòng)的仿真，波端口使用積分線校準(zhǔn)。每一條用于校準(zhǔn)的積分線線都具有以下的特性：阻抗：作為一個(gè)阻抗線，這條線作為AnsoftHFSS在端口對(duì)電場(chǎng)進(jìn)行積分計(jì)算電壓的積分路徑。AnsoftHFSS利用這個(gè)電壓計(jì)算波端口的特性阻抗。這個(gè)阻抗對(duì)廣義S參數(shù)的歸一化是有用的。通常，這個(gè)阻抗指定為特定的值，例如，50歐姆。注意：如果你想有能力歸一化特性阻抗或者想觀察Zpv或Zvi的值就必須在端口設(shè)定積分線。校準(zhǔn)：作為一條校準(zhǔn)線，這條線明確地確定每一個(gè)波端口向上或正方向。在任何一個(gè)波端口，0t①二時(shí)的場(chǎng)的方向至少是兩個(gè)方向中的一個(gè)。在同一端口，例如圓端口，有兩個(gè)以上的可能的方向，這樣你將希望使用極化(Polarize)電場(chǎng)的選項(xiàng)。如果你不定義積分線，S參數(shù)的計(jì)算結(jié)果也許與你的期望值不一致。提示：也許你需要首先運(yùn)行端口解(ports-onlysolution)，幫助你確定如何設(shè)置積分線和它的方向。為了用積分線校準(zhǔn)一個(gè)已經(jīng)定義的波端口，要做一下操作：在項(xiàng)目樹(shù)(ProjectTree)中打開(kāi)激勵(lì)(Excitations)，并雙擊被校準(zhǔn)的波端口。選擇模型(Modes)列表。從列表中為第一個(gè)模型選擇積分線(IntegrationLine)一列。然后，選擇新線(NewLine)。使用下列方法中的一種進(jìn)行位置和長(zhǎng)度的設(shè)置：直接輸入線段起點(diǎn)和終點(diǎn)相對(duì)工作坐標(biāo)系的x,y和z坐標(biāo)。關(guān)于坐標(biāo)系更多的信息，請(qǐng)參閱XX章。在繪圖窗口的點(diǎn)擊。這條線顯示為矢量，指明了方向。如需要改變線段的方向，在積分線(IntegrationLine)一列，選擇切換終點(diǎn)(SwapEndpoints)。重復(fù)3、4步，設(shè)置該端口其它模式的積分線。完成積分線定義后點(diǎn)擊OK。重復(fù)1—6步，設(shè)置其它波端口的積分線。關(guān)于阻抗線AnsoftHFSS開(kāi)始計(jì)算的S矩陣值是對(duì)每個(gè)端口的阻抗進(jìn)行歸一化的結(jié)果。然而，我們經(jīng)常希望計(jì)算對(duì)某一個(gè)特定阻抗如50歐姆歸一化的S矩陣。為了將廣義S矩陣轉(zhuǎn)化成歸一化S矩陣，AnsoftHFSS需要計(jì)算各端口的特征阻抗。計(jì)算特征阻抗的方法有很多種(Zpi,Zpv,Zvi)。AnsoftHFSS始終會(huì)計(jì)算Zpi。這個(gè)阻抗的計(jì)算使用波端口處的功率和電流。另外兩種方法Z和Z需要計(jì)算電壓的積分線。利用每一個(gè)模式的積分線，可以計(jì)算出電壓值。一般來(lái)說(shuō)，阻抗線應(yīng)該定義在電壓差值最大方向上的兩點(diǎn)之間。如果你要分析多個(gè)模式，由于電場(chǎng)方向的變化，需對(duì)每個(gè)模式分別定義不同的阻抗線。關(guān)于校準(zhǔn)線：在計(jì)算波端口激勵(lì)的場(chǎng)模式時(shí)，場(chǎng)在①t=0時(shí)的方向是任意的且指向至少兩個(gè)方向中的一個(gè)。利用參考方向或參考起點(diǎn)，積分線能夠校準(zhǔn)端口。需確認(rèn)每一個(gè)端口定義的積分線參考方向都與類(lèi)似或相同截面端口的參考方向相同。用這種方法，試驗(yàn)室的測(cè)量(通過(guò)移去幾何結(jié)構(gòu)，兩個(gè)端口連接在一起的方法校正設(shè)置)得以重現(xiàn)。由于校準(zhǔn)線僅僅確定激勵(lì)信號(hào)的相位和行波，系統(tǒng)在只對(duì)端口解算(ports-onlysolution)時(shí)可以將其忽略不計(jì)。§2.5.6求解類(lèi)型：終端驅(qū)動(dòng)AnsoftHFSS計(jì)算的以模式為基礎(chǔ)的S矩陣表示了波導(dǎo)模式入射和反射功率的比值。上面的方法，不能準(zhǔn)確地描述那些有多個(gè)準(zhǔn)橫電磁波(TEM)模式同時(shí)傳播的問(wèn)題。這種支持多個(gè)準(zhǔn)橫電磁波(TEM)模式的結(jié)構(gòu)有耦合傳輸線或接頭等。它們通常使用端口S參數(shù)。需要用終端線校準(zhǔn)已定義的波端口：在項(xiàng)目樹(shù)(ProjectTree)中打開(kāi)激勵(lì)(Excitations)，并雙擊被校準(zhǔn)的波端口。選擇終端(Terminals)列表。從列表中為第一個(gè)模型選擇終端線(TerminalLine)一列。然后，選擇新線(NewLine)。使用下列方法中的一種進(jìn)行位置和長(zhǎng)度的設(shè)置：直接輸入線段起點(diǎn)和終點(diǎn)相對(duì)工作坐標(biāo)系的x,y和z坐標(biāo)。關(guān)于坐標(biāo)系更多的信息，請(qǐng)參閱XX章。在繪圖窗口的點(diǎn)擊。這條線顯示為矢量，指明了方向。如需要改變線段的方向，在終端線(TerminalLine)一列，選擇切換終點(diǎn)(SwapEndpoints)。重復(fù)3、4步，設(shè)置該端口其它終端線。完成終端線定義后點(diǎn)擊OK。重復(fù)1—6步，設(shè)置其它波端口的終端線。關(guān)于終端線：終端的S參數(shù)反映的是波端口節(jié)點(diǎn)電壓和電流的線性疊加。通過(guò)節(jié)點(diǎn)電壓和電流端口的導(dǎo)納、阻抗和贗S參數(shù)矩陣就能被確定。對(duì)每個(gè)與導(dǎo)體相交的端口，AnsoftHFSS自動(dòng)將模式解轉(zhuǎn)變成終端解。一般來(lái)說(shuō)，一個(gè)單終端線都是建立在參考面或“地”導(dǎo)體與每一個(gè)端口的導(dǎo)體之間。電壓的參考極性用終端線的箭頭確定，頭部(+)為證，尾部(一)為負(fù)。來(lái)的。如果你決定建立了終端線，你就必須在每一個(gè)端口和每端口都建立終端線?！?.5.7定義波斷口的幾點(diǎn)考慮波端口的定位：露于背景的面設(shè)定為波端口。背景已經(jīng)被命名為Outer.因此，一個(gè)面如果表露于背景則它與0uter相連。用戶(hù)可以通過(guò)主菜單HFSSBoundaryDisplay（SolverView）選擇所有的區(qū)域定位。從SolverViewofBoundaries,點(diǎn)擊Visibility查看outer。內(nèi)部波端口：結(jié)構(gòu)內(nèi)部定義波端口，你必須在內(nèi)部建立一個(gè)不存在的空間或者在已存在物體內(nèi)側(cè)選擇一個(gè)面并將它的材料定義成為理想導(dǎo)體。內(nèi)部不存在的空間自動(dòng)將邊界賦值為outer。你可以創(chuàng)建一個(gè)整個(gè)由其它物體包圍的內(nèi)部空間，然后，從這個(gè)物體中剪掉這個(gè)空間。端口平面：端口設(shè)在單一平面。不允許端口平面彎曲。例如：一個(gè)幾何體有一個(gè)彎曲的表面，該表面暴露于背景，則這個(gè)彎曲的表面不能被定義成波端口。§2.5.8端口要求一定長(zhǎng)度的均勻橫截面AnsoftHFSS假定你所定義的每個(gè)端口都與連接到一個(gè)于端口具有相同橫截面的半無(wú)限長(zhǎng)波導(dǎo)。但求解S參數(shù)時(shí)，仿真器假定其幾何結(jié)構(gòu)被具有這些截面的自然模式激勵(lì)。下面的圖將說(shuō)明這些橫截面。第一個(gè)圖顯示直接在結(jié)構(gòu)外面的導(dǎo)體表面定義了波端口。第二張圖顯示，模型結(jié)構(gòu)必須添加均勻橫截面部分。左邊模型結(jié)構(gòu)有誤，原因是在模型兩個(gè)端口都沒(méi)有均勻橫截面的部分。為了正確建模，需在每個(gè)波端口處添加一段均勻橫截面的傳輸線，如右圖所示。均勻橫截面部分的長(zhǎng)度必須足夠的長(zhǎng)，這樣才能保證截止模式逐漸消失。以保證仿真結(jié)果的精確。例如：如果一個(gè)截止模式由于損耗和模式截止大約經(jīng)過(guò)1/8波長(zhǎng)逐漸消逝了，這就需要構(gòu)造一個(gè)長(zhǎng)度為1/8波長(zhǎng)的均勻波導(dǎo)段。否則，仿真結(jié)果中一定會(huì)包含高次諧波的影響。在端口處附近的不連續(xù)性同樣可以使截止模式傳播到端口。如果端口放置在很靠近不連續(xù)性處，由于端口處的邊界條件導(dǎo)致仿真結(jié)果與對(duì)應(yīng)的真實(shí)值不同（即：系統(tǒng)迫使每一個(gè)端口都是你要求求解模式的線性疊加）。截止模式中的能量傳播到端口將會(huì)影響主模的能量并產(chǎn)生錯(cuò)誤的結(jié)果。如果波在Z方向上傳播，模式的削減可以用函數(shù)。因此，所需的距離（均勻端口長(zhǎng)度）由模式的傳播常數(shù)值決定。zea-當(dāng)端口長(zhǎng)度設(shè)置正確時(shí)，在端口處仿真的模為理想匹配，如同波導(dǎo)延伸至無(wú)窮遠(yuǎn)處一般。對(duì)仿真中沒(méi)有包含的模，波端口可被看成理想導(dǎo)體。§2.5.9端口和多重傳播模式每個(gè)高次模都表現(xiàn)為沿著波導(dǎo)傳播的不同的場(chǎng)模式。通常，仿真中應(yīng)包括所有的傳播模式。在大多數(shù)情況下，你可以接受默認(rèn)的單模模式，但是對(duì)那些傳播高次模的問(wèn)題，我們需要改變默認(rèn)設(shè)置，將其改變成多模模式