吸波材料如何仿真和设计？CST实例讲解吸波材料反射率 & 衰减常数 & 功率损耗密度仿真

CST电磁兼容性仿真

14天前浏览117

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前言

此前本人在《屏蔽罩辐射不降反升？CST仿真详解“谐振腔”与“缝隙天线”的真相》一文中提到屏蔽罩辐射不降反升可能是谐振腔效应引起的。由此我想到，可以通过在屏蔽罩内表面贴吸波材料的方式破坏谐振腔。

但是吸波材料在CST里面怎么建模，怎么仿真呢？今天本文就用实例，讲讲吸波材料基于CST的设计和仿真。

本文仿真内容：（1）反射率   （2）典型衰减常数    （3）功率损耗密度

吸波材料建模

本文所用吸波材料也是小编找了好久，小伙伴们可以根据自己的材料参数来设计。

1.吸波材料建模主要包括下面参数

（1）材料的介电常数实部ε'和虚部ε''

（2）材料的相对磁导率实部μ'和虚部μ''

（3）常规的材料的厚度t

（4）电导率（如果没用介电常数曲线）和密度（有就设一下）

2.吸波材料的材料设置

相信CST的新建材料大家都很熟悉，导航->Material->New Material->Dispersion。材料类型Normal。如图导入介电常数曲线和磁导率曲线。

CST通过内部材料模型自动拟合介电常数和磁导率曲线，拟合的曲线和导入的数据曲线误差越小越好，如果外部获取的曲线比较复杂，波动较大，最好分频段拟合，这样精度会高很多。

3.吸波材料3D建模

因为后面要用本文研究材料贴在DDR屏蔽罩内部，所以本文所选吸波材料是一种轻薄的磁性填充材料，专门为高入射角表面波的反射衰减而设计。厚度仅为0.5mm。(注：吸波材料的反射率和典型衰减常数只与材料的厚度有关)。如下图3D模型：

吸波材料仿真设置

1.频率和求解器设置

本文仿真带宽是2~10GHz，求解器用频域求解器。

2.仿真背景设置如下

3.仿真边界设置

（1）Boundary 

点击Floquet Boundaries，如下图，Floquet port设置Zmax，Floquet  mode设置2，包含TE和TM。

（2）Scan Angles

选择入射平面波，入射角设置0°

（3）Unit Cell

4.场监视器设置

监测场类型为：Power loss density/SAR，频率设置为4.2666GHz是因为我们仿真的DDR辐射的干扰源频率就是4.2666GHz。

吸波材料仿真结果

1.反射率（规格书和仿真对比）

扫描入射角0°~75°的反射率，扫描步长15°

从结果看入射角越大，反射率越大，反之入射角越小，吸收率越大。

2.典型衰减常数（规格书和仿真对比）

2~10GHz典型衰减常数的仿真结果和规格书的典型衰减常数误差很小。

3.功率损耗密度

从结果看，吸波材料在4.2666GHz频点上功率损耗密度较高，对4.2666GHz频率的入射波吸收效果较好。

最后总结

本文基于CST仿真，针对屏蔽罩谐振腔问题，研究吸波材料的建模和仿真。本文所用吸波材料建模需要配置介电常数，磁导率等。仿真2-10GHz频段反射率和典型衰减常数，对比规格书数据，吻合度较高。该材料对4.2GHz左右的干扰波吸收效果良好。

言言

来源：CST电磁兼容性仿真