使用周期性结构对RF室内室进行建模

2014年7月9日

有两种类型的无声室 - 声学和射频(RF)。在这里,我们探讨了如何使用周期结构来通过减少模型的复杂性和计算时间来帮助快速建模RF开胃腔室。

什么是一个室内室?

呼吸室是噪声室,旨在吸收声音或电磁波。声学室通常具有约10-20 dba的噪声水平,可用于测试扬声器和噪声辐射的方向性,某些产品的声音质量(例如哈雷戴维森),以及降低某些产品(洗衣机,计算机风扇等)产生的噪音水平。

首次在第二次世界大战期间开发,是一种测试吸收或分散雷达信号的飞机的方式,RF aneChoic Chambers今天仍然用于各种不同的目的。像声学室一样,RF开口室提供了一个没有入射能波的空间,可以在不干扰的情况下测试设备。示例包括卫星以及手机,RFID标签和GPS等设备的天线性能。在测试机上飞机系统时,这些腔室可能足够大容纳整个飞机本身

下图显示了锥体,或锥体吸收剂,在水面传感器和战斗系统设施中,海军表面战争中心(NSWC)Dahlgren的RF开胃腔室的墙壁,天花板和地板。

测试RF室内室中的天线
测试室内室中的海洋天线。

模拟射频室内室

您可以使用COMSOL多物理学轻松地对RF室内室进行建模188金宝搏优惠RF模块具有完美匹配的层和周期性边界条件。让我们从模型画廊探索我们的模型之一:使用锥体吸收器建模为室内腔室

在我们的模型示例中,将锥体损耗结构(吸收剂)放置在无限阵列中。当入射波撞击其中一种金字塔结构时,当电磁波传递到金字塔中并反射到第二个金字塔中时,会产生许多小反射。吸收器由辐射吸收剂(RAM)材料制成,这意味着当波撞击金字塔时,入射场是部分的反映部分传输进入附近的吸收器。因此,在经过许多反射和部分传输之后,在到达金字塔基础的时间之前,波浪的幅度大大降低。在模型中,我们模仿了带有导电材料的导电碳载体的微波吸收,该泡沫处于σ= 0.5 s/m处。
部分反射并部分传播到锥体吸收器
在下面,您可以看到锥体结构的无限2D阵列。可以使用浮雕周期在四个侧面的边界条件,其中一个单元包含锥体结构以及由相同材料制成的块状块。金字塔上方是一个完美匹配的层(PML),金字塔和PML之间的空间充满了空气。在金字塔和块的底部是一层高导电材料,用于阻断腔室外部的任何噪声(如上图中的橙色所示)。该层在我们的模型中被建模为完美的电导体(PEC)。
模型中使用了浮标 - 周期性边界条件
在左下图中,在金字塔上的入射角为30°的情况下,显示了模型中电场和功率流的标准。如我们所见,入射波的强度在吸收剂尖端附近很强,并朝金字塔的底部脱离。在右侧,该图显示了散射参数(S-参数)y- 轴偏振波作为入射角的函数。

锥体吸收器
S参数

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