● 偶極頻率選擇面 (Dipole Frequency Selective Surface)
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The Ansoft designer results are take from :
1. Yang, F., J. Chen, R. Qiang, and A. Elsherbeni (2007), A simple and efficient FDTD/PBC algorithm for scattering
analysis of periodic structures, Radio Sci., 42, RS4004, doi:10.1029/2006RS003526.
2. Elsherbeni and Demir – The Finite-Difference Time-Domain Method for Electromagnetics
with MATLAB. Simulations, 2nd Edition (2015)
範例結果與CAD下載:
Example_DFSS_Theta180
Example_DFSS_Theta150
Example_DFSS_Theta120
Example_DFSS_Theta180_Phi21.3
Example_DFSS_Theta0_Phi21.3
https://mega.nz/#!ap0zGAjb!PdOooi6LCTBo_r3KPho66ODWdU2qBJkF4_ZhgkfHYbg
其中*.FCstd是FreeCAD的存檔
結構檔案加上邊界(使用FreeCAD)
參考 : 3D-CAD 範例 (流程簡介)
偶極頻率選擇面 (Dipole Frequency Selective Surface)結構所使用的參數
1. Yang, F., J. Chen, R. Qiang, and A. Elsherbeni (2007), A simple and efficient FDTD/PBC algorithm for scattering
analysis of periodic structures, Radio Sci., 42, RS4004, doi:10.1029/2006RS003526.
2. Elsherbeni and Demir – The Finite-Difference Time-Domain Method for Electromagnetics
with MATLAB. Simulations, 2nd Edition (2015)
設定參數
1. 選取模擬的維度
2. 定義總x,y,z長度相等於模型檔案,然後調整適當的各軸解析度
3. 匯入模型檔案
4. 確定模擬材料定義
5. 按【建立網格 Cad to Grids (Create)】按鈕建立模擬網格
使用平面波由上方入射(theta=180), 在Paper中的定義為0度
1. Yang, F., J. Chen, R. Qiang, and A. Elsherbeni (2007), A simple and efficient FDTD/PBC algorithm for scattering
analysis of periodic structures, Radio Sci., 42, RS4004, doi:10.1029/2006RS003526.
反射頻譜觀測為+Z 方向
穿透頻譜觀測為-Z 方向
教學範例 : 觀測範圍 (DFT)
1. 載入PCB金屬層,由於金屬層遠小於解析度 thickness << delta (dz)
==> 使用 "載入平面導體Load Wire (*.stl)" 功能
Patch_patch.stl
最後檢查結構,按 輸出Output
符號所代表的意思為
p1 : polarization 1
Py: Poynting (intensity)
real: real part
co : co-polar (coefficient)
cross : cross-polar (coefficient)
這個指的是總能量,入射波總能量為1,因此穿透強度加上反射強度會為1
Overall-p1-Py-real
Overall : Transmission (intensity)+ reflection (intensity) = 1 (energy conservation for without loss)
Transmission-p1-Py-real : Transmission intensity : T
Reflection-p1-Py-real : Reflection intensity : R
穿透強度與co-polar, cross polar的關係為
Transmission-p1-co = co-polar : |t-co|, 定義為與入射波極化方向相同的係數
Transmission-p1-cross = co-polar: |t-cross|, 定義為與入射波極化方向相差90度
T (intensity) = |t-co|^2+|t-cross|^2
R (intensity) = |r-co|^2+|r-cross|^2
所以這之間的關係式為
Overall =1= T (intensity)+ R (intensity) = |t-co|^2+|t-cross|^2 + |r-co|^2+|r-cross|^2
其他 TM, LHCP, RHCP 亦同
同樣,不同的入射角150度 (paper定義為30度), 120度(paper定義為60度)結果:
模擬範例結果下載:
Example_DFSS_Theta180
Example_DFSS_Theta150
Example_DFSS_Theta120
https://mega.nz/#!ap0zGAjb!PdOooi6LCTBo_r3KPho66ODWdU2qBJkF4_ZhgkfHYbg
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==== 範例2 ====
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在 (2), Chapter 14中
2. Elsherbeni and Demir – The Finite-Difference Time-Domain Method for Electromagnetics
with MATLAB. Simulations, 2nd Edition (2015)
條件: Kx=20 radian/meter, Ky= 7.8 radian/meter
方法1 : 邊界條件使用原本的週期邊界 (period)
設定Kx=20 radian/meter, Ky= 7.8 radian/meter
可以得 phi= atan2(Ky,Kx) = 21.3058 degree
設定 Phi = 21.3 ,其他設定皆相同
模擬範例結果下載:
Example_DFSS_Theta180_Phi21.3
https://mega.nz/#!ap0zGAjb!PdOooi6LCTBo_r3KPho66ODWdU2qBJkF4_ZhgkfHYbg
預設的定義z-為port1, z+為 port 2,而對應的S-parameter則如圖,從上方port2入射只能得到 S12與S22的co-polar與 cross-polar
同樣的,如果要得到s參數中的 S11與S21,那就要再模擬一次,從z-方向入射,設定如下
Example_DFSS_Theta0_Phi21.3
https://mega.nz/#!ap0zGAjb!PdOooi6LCTBo_r3KPho66ODWdU2qBJkF4_ZhgkfHYbg
即可得