什么是電磁波分析?
?電磁波分析是一種從產品開發(fā)的早期階段就使用計算機進行數值分析的方法。
CAE(計算機輔助工程)的一種,可可視化高頻范圍內的電場和磁場,并用于考慮 EMC(電磁兼容性)對策。
我們使用麥克斯韋方程(電磁波的控制方程)進行模擬并計算電磁波的行為??梢赃M行二維域中的波導分析、三維域中的共振分析、瞬態(tài)分析等。
電磁波分析的應用
電磁波分析通常用于產品開發(fā)過程中基于計算機的數值分析,以及開發(fā)過程中出現問題時的分析。
電磁波分析是電磁場分析的一種,也用于使用高頻的無線通信電路、天線、雷達等的分析,以及EMC的電磁兼容性分析。電磁波分析是產品開發(fā)過程中數值分析的一個領域,是利用電磁學設計和開發(fā)應用產品不可或缺的工具。
電磁波分析的類型
例如,矩量法 (MoM) 可用于無約??束輻射問題的 EMC 分析,非常適合分析均勻介電材料的結構。然而,它不適合分析非均勻結構。
有限元法(FEM)對結構的整個區(qū)域進行網格劃分,適合對異質結構進行建模。然而,它無法像矩量法那樣有效地模擬輻射問題。
與矩法或有限元法不同,一種稱為有限差分域法(Finite Difference Time Domain,FDTD)的方法對整個空間進行網格化并在時域中進行分析。因此,它適用于瞬態(tài)分析,并且非常適合復雜異質結構的建模。
電磁波分析原理
在使用計算機的電磁波分析中,通常通過劃分稱為網格的空間來對介質進行建模,并對每個網格求解麥克斯韋方程組。離散化計算所用的空間會消耗計算機內存,而且網格越多,求解方程所需的時間就越長。
在大規(guī)模電磁波分析的情況下,計算限制由計算機使用的內存量和CPU時間設置。您可以根據分析需要設置絕緣邊界、周期邊界、對稱邊界、阻抗邊界等各種邊界條件以及時間步長和頻率。
在電磁波分析中,整個時域中的麥克斯韋方程組在每個瞬間求解,當使用有限元法建模時,計算概括基本方程系數的逆矩陣,傳遞矩陣法計算矩陣的乘積,并用矩量法計算逆矩陣。當使用分步法或光束傳播法計算時,求解FFT和逆FFT。
如何選擇電磁波分析
電磁波分析是電磁場分析的一種,用于噪聲分析等的方法有多種,每種方法都有不同的特點。例如,需要仔細考慮是否使用積分方程或微分方程進行分析以及選擇哪種方法。
您需要了解為什么使用高頻電路近似??紤]到分析方法的特點,設計反饋非常重要。
電磁波分析結構
電磁波分析的計算結果以易于閱讀的顏色編碼圖和等值線圖以及數值的形式表示。電磁學是一種肉眼無法看到的困難現象,視覺表示可以讓不熟悉電磁場或非工程師的人更容易理解該現象。
電磁場分析軟件也稱為電磁場求解器??梢苑治龅慕Y構維度分為2.5維和3維。 2.5維模擬器由多層組成,可以分析每層都存在二維圖形的結構。然而,具有不同電特性的結構不能放置在同一層上。