写在前面的话

刚开始苦逼的研究生生涯，当然还是要记录一下自己的学习历程啦。就从这里开始吧。老师要求我复现一篇论文，在仿真的时候要用到主从边界条件，之前完全没接触过，算是从零开始吧。原本是老师让我找师兄求教一下，结果他看了看，说：“加油！”，“去百度吧。”。我还能说什么呢……（算是抱怨一下吧……毕竟不说出来心里难受）

一些基本概念

Floquet端口激励

这种激励我以前根本没接触过……用的最多的还是Lumped Port。这种激励通常和主从边界条件一起使用。用于分析平面周期性结构的辐射问题。在设置端口的时候，a，b矢量的方向要和阵列排列方向一致，且长度和端口面的长度一致，否则会报错……最后该端口要求使用者输入计算的模式数量，这里可以使用模式计算器计算90°方向上损耗不为零的模式。大概注意点就这些了。

Master/Salve边界条件

听名字就知道一定会使成双成对出现的（这让单身狗情何以堪）。用于模拟周期性结构表面，二者形状，大小，方向必须完全相同。

注意的是，主从边界条件相位设置的方法有两种，一种是input phase del：即相邻单元之间的相位差。还有一种是scan angle的方法，类似天线阵中的扫描角（个人感觉是一个东西），指电磁波的传播方向与直角坐标系z,x轴之间的夹角。输入后软件会自动计算相邻单元的相位差。

波导天线示例

这边使用的是网上传播很广的波导天线阵列的仿真，这边附上链接，个人的仿真模型我之后会上传到资源里面。阵列天线HFSS分析实例：链接.
这里还是说一下求解的尺寸：阵列由25×25的WR90（0.4×0.9×1英寸）矩形波导组成，阵元间X间距0.5英寸，Y间距1英寸，扫描角phi=0，theta=30。求解频率9.25GHz。
个人感觉这个例子不怎么好。

建模

自由空间的尺寸：

波导尺寸：

弄完大概这样：

主从边界条件的设置

嗯……这边波导边界条件就没必了吧……就是PE和PH各一对。这边主从边界需要两对，毕竟是二维平面。

扫面角定义变量（亦可以不用，看心情），小技巧：选择一个平面后按crtl+B可以选择距离鼠标最近的相邻平面。

Floquet端口的设置

这边图片有点小错，b这个矢量应该和边等长。

模式计算的时候要考略到最坏的情况。设置phi和theta为90°方向，选择损耗为0dB的四个模式计算：

以上是单元模拟

结果

这边选择查看xz和yz平面方向图，还有z大于0的三维方向图：


然后再antenna array setup里面快速建阵列，注意扫描角要保持一致：

然后……

我的例子

这边我自己又折腾了个例子，是之前学相控阵天线的模型修改了一下，用的是微带贴片天线，工作频率30GHz。阵列4×4，间距5mm。具体建模我懒得贴出来，这个模型也会上传的。
这边我一共对比三种情况，一种是直接使用antenna array setup分析，一种是把完整的天线模型建出来，还有就是使用周期性边界条件分析单元之后，再用array setup建模。

第一种

模型如图：


结果如下，最高增益为48.4。（这里为了好看就不弄成dB了）

第二种

模型如下：

结果，这边增益最高为31.05，这是因为第一种方法不考虑天线之间的互耦，第二种方法得出的结论是才是正确的。

第三种

注意这里的边界条件和第一种情况有所不同：

结果，这边最高增益为32.07。和完整建模的情况接近。（考虑到允许的误差和人为失误，可以近似相等了吧？）

结论

显然，从准确性的角度上讲，完整的建模总归是最优的，但是这种方法对周期性的天线而言太过繁琐。而简单的方法准确性又不足，因此对周期性天线而言，主从边界条件是很好的一个选择。
工程文件在我主页的资源里找找吧，看审核给不给力了……