打开CST软件,点击【New Template】,选择【MW&RF&OPTICAL】→【Periodic Structures】→【FSS,Matameterial-Unit Cell】→【Dispersion Diagram】→【Eigenmode】,如图11-2所示。点击【Next】后设置模型的单位,如图11-3所示。
图11-2 启动CST创建二维周期结构
图11-3 设置模型的单位
设置完成后,在工作界面点击【Brick】,按下【Esc】键,输入坐标变量,如图11-4所示。
图11-4 创建介质板
材料选择【New Material】,设置介质材料的介电常数和损耗角正切,如图11-5所示,材料设置完成后,点击【OK】,分别给3个变量x s、y s和h s赋值为15、15和1.6。最后得到的介质板结构如图11-6所示。
图11-5 长方体材料的设置
图11-6 创建介质板结构
点击【Brick】并按下【Esc】键后,创建PEC结构,输入坐标变量,如图11-7所示,并给变量x 2、y 2和t m分别赋值为14、14和0.035,如图11-8所示。最后得到的PEC金属片的结构如图11-9所示。
图11-7 创建PEC板
图11-8 给变量x 2、y 2和t m赋值
图11-9 加了PEC金属片后的结构
此外PEC片还可以通过第一个PEC片平移得到,点击【Transform】→【Translate】,勾选【Copy】,输入平移量hs-tm,如图11-10所示。
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图11-10 平移PEC金属片的设置
最后建立一个圆柱形的PEC通道,点击【Cylinder】,输入坐标变量,如图11-11所示,其中圆柱外半径为0.5,高度为2t m+h s。最终建立好的模型如图11-12所示。
图11-11 建立圆柱形的PEC通道
图11-12 建立圆柱通道后的结构模型
目前模型已经建立完成,背景参数和频率范围的设置如图11-13所示。背景材料设置为【Normal】,即真空,背景高度设置为0～10h s,频率范围设置为0～8 GHz。边界条件和相位的设置如图11-14所示。在x和y方向上设置周期边界条件,在z方向上设置电壁。其中由于x、y均为周期,需要在【Phase Shift/Scan Angles】中分别定义x和y方向的相位变量phase_x和phase_y。
图11-13 背景参数和频率范围的设置
图11-14 边界条件和相位的设置
在边界条件设置完成后,点击【Setup Solver】,具体设置如图11-15所示,其中计算模式【Modes】设置为1。然后点击【Par.Sweep…】,在【Result Template】中选择【3D Eigenmode Result】。点击【OK】后,首先将phase_x的扫频范围设置为0到180的19个点,如图11-16所示。最后点击【Start】开始进行相位的参数扫描。
图11-15 本征模的设置
图11-16 对相位进行扫描的设置
在参数扫描过程中若出现零值的警告,直接点击【OK】继续即可。仿真运行结束后,在结构树的Table选项中可以查看仿真结果。具体操作为:点击右键→【Table Properties】→【Export】,导出数据,导出的数据为txt格式,保存txt文件,这样就可以将其用来绘制Г到X的模式1的色散曲线图了。
此时在参数变量的定义中固定phase_x=180°,设置phase_y从0°到180°的扫参,同样取19个采样点,仿真的数据结果同样保存为txt文件,处理后用来绘制X到M的色散曲线图。
最后一次仿真,为了绘制M到Г的图形,定义phase_x=phase_y。设置其中的一个变量phase_y从0°到180°扫参,同样取19个采样点,仿真的数据结果保存为txt文件,用来绘制X到M的色散曲线图。
当把3个方向的相位扫描完成并保存数据后,接下来就需要进行图形的绘制了。打开Origin软件,导入保存的3组数据。其中由于M到Г的曲线是从180°变到0°的,所以导入数据后需要对该组数据进行重新排序。在Origin中选中该列,点击右键→【Sort Worksheet】→【Descending】即可。最后绘制的第一个模式的色散曲线如图11-17所示。若需要获得模式2与模式3下的色散图,按模式1的步骤设置即可。但需要注意的是,在【Setup Solver】中将模式【Modes】设置为2和3。
图11-17 第一个模式色散曲线的绘制
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