COMSOL 博客

频域内电磁波的模拟指南

在过去几周内，我们发布了一系列博客文章，探讨了频域内电磁波仿真所使用的多种域和边界条件；以及有关模拟、网格剖分和求解的选项。本篇博客文章中，我将所有这些信息都串联起来，对 RF 模块和“波动光学”模块中可以求解的各类问题作一个简要介绍。

求解电磁波问题的仿真工具

使用 RF 模块或“波动光学”模块求解电磁波问题时，我们利用的是有限元方法求解 Maxwell 控制方程。本篇博客文章将针对建模、网格剖分、求解和后处理这几个步骤介绍几种方法及其适用范围。

电磁波问题中的材料建模

每次利用 COMSOL Multiphysics 求解电磁波问题时，我们都会开发一个包含多个域和边界条件的模型，并且在域内使用各种材料模型来表征不同物质。从数学的角度来看，所有这些材料最终都会在控制方程内以相同的方式进行处理。让我们来分析这些材料模型，讨论何时应使用这些模型。

模拟电磁波问题中的金属对象

金属是一种高导电材料，能够非常好地反射入射的电磁波—光、微波及无线电波。当通过 RF 模块和波动光学模块模拟频域电磁波问题时，您可以通过其中的几个选项来模拟金属对象。这里，我们将介绍阻抗、过渡边界条件和完美电导体边界条件，并说明每类条件何时使用。

用于电磁波问题的端口与集总端口

当使用 COMSOL Multiphysics 软件在频域模拟波动电磁场问题时，有几个选项能够进行无反射传播电磁波的边界模拟。本文我们将讨论 RF 模块的‘集总端口’边界条件，以及 RF 模块和波动光学模块中的‘端口’边界条件。

使用完美匹配层和散射边界条件求解电磁波问题

求解波动电磁场问题时，您可能会希望模拟一个包含开放边界的域，即电磁波通过计算域的边界时不会产生任何反射。针对这一问题，COMSOL 提供了几种解决方案。今天，我们将分析如何使用散射边界条件和完美匹配层来截断域，并讨论它们各自的适用范围。