[正在讨论]绝对有难度：HFSS中辐射边界大于四分之一波长的原因（Stratton-Chu公式的困惑）

恩，我查看了一下，理论我还没弄这么深。不过这个东西用在RCS上比较多，你把这个问题放到雷达那边看看有没有什么回复，呵呵

雷达那边很冷清，算了吧，看看这里有人知道不。呵呵

这边的话，我觉得可能应用多一些吧。呵呵，数值计算那边呢？那边大牛也很多吧，期待看到答案，一起学习。

那要做扫频分析的话，需要大于最大波长的1/4？

很多朋友问为什么必须是远场区，我来说一下我粗浅的理解 Fv6<Cz6L  
9 6'{ES9D  
在远场区，电磁波辐射的方向，也就是Poynting Vector，总是向外的 2!35Tj"RFE  
这种情况下，辐射边界将电磁波能量吸收 }6Uw4D61  
可以用来模拟free space辐射的情况 Q0j$u[x6s  
Q+\?gU]  
在远场区，辐射边界并不需要跟电磁场辐射方向垂直 yS[Z%]bvU  
当然越垂直吸收效果越好 -v(.]`Wo&;  
l;dZJ_Ut$  
在进场区 kt;| $  
电磁波辐射有电抗分量，的方向是振荡的 uE6;;Ir#mF  
如果你求解一下Ponyting vector的方向 ?][2J
 
就会发现它并不总是向外的 *XK9-%3  
所以如果辐射边界设的离源太近 bvMa|;f1  
就会吸收一些本来不应该辐射出去的能量 1wa zJj=v  
不符合实际情况 ^{T3lQvt  
x`vIY-DS  
u9*}@{,  

辐射边界是吸收边界，和近远场转换没有什么关系吧 ?#xNz=V  
一般模拟辐射问题 2#LcL  
hfss里面还是要设一个近远场转换的边界把

为什么一定要远场区，因为天线全部或者讲大部分实际上都工作在远场区，不研究这个没啥实际意义吧／

14楼(z3phyr) 的这种理解我考虑过，之前也把它作为解释跟别人讲。但后来发现，这种说法可能是一种原因，但可能并不是唯一的原因。在这里说一下我的理解，希望抛砖引玉。 B# |w}hj  
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我认为这样设置的原因有二，一个是radiation boundary内部场求解的准确性要求的，另一个是近场-远场转换公式（即Stratton-Chu公式）要求的。 T\:Vu{|  
Y#V`i K  
首先不考虑远场求解的问题，只考虑内部场求解。 Wrf(
'  
\zR@FOl`q  
radiation boundary设置的远近，会影响到其内部的场分布求解吗？我觉得会影响，因为内部空间中每一点的电磁场分布和相邻点都有关联。尤其是近场区，相邻点之间的相互影响情况更复杂（远场区相邻点之间可能只是波前波后的联系，对传播中的波而言，波后并不影响波前）。所以，如果在离天线特别近的地方设置radiation boundary，相当于把边界以外电磁场直接取消，那么，本来应该存在的、边界外部对边界内部产生的影响也没有了，求解出来的场分布将不再准确。14楼(z3phyr)的功率流密度分析是一种很直观的解释。 BKPXXR  
EoD;'+d  
再说另外一个原因：近场-远场变化的要求。这个原因是目前我还在困惑的，正是发贴的主要目的。希望明白的朋友指点。 1#qyD3K  
%{!*)V\  
HFSS中求解远场时，默认以radiation boundary上的场分布，作为近场-远场变换过程中的“源”，即近场。但是近场-远场转换公式——Stratton-Chu公式是否对“近场”作了要求呢？该公式出自Stratton和朱兰成在1939年的论文“ Diffraction Theory on Electromagnetic Waves”。该论文的出发点是波的衍射，但推导过程确没有明确的做出“近场必须是衍射场（不是感应场）”的要求，也许是本人没有理解到位。所以暂时搁置严格的公式推导，采用在HFSS中仿真的方法验证。 v(W$
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'H`aQt+  
HFSS中radiation boundary和近场-远场转换的“近场”所在边界是可以不同的，为排除内部场计算不准确的可能，可以设置一个较大的radiation boundary，再取一个很小的虚拟边界，以这个边界上的场作为“近场”，依据Stratton-Chu公式求解远场。 c/DB"_}!a  
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模型、参数和求解之后的方向图见附件。这里以半波阵子为例，工作频率0.9GHz，VirtualObject_dist代表虚拟边界离开天线的距离。可以看出，虚拟边界大小变化时，远场增益也会变化，当虚拟边界很接近天线（0.1mm）时，远场最大增益（1.39dB）与理论值（2.2dB）差的很多。当然，由于HFSS网格划分导致的空间不连续，也可能会对计算结果造成影响，影响有多大，我不确定。 3lcd
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这个算例是否能够说明Stratton-Chu公式求解远场时，需要“近场”是非感应场呢？这个问题目前我还在思考，希望跟大家交流。

两个边界默认是一样的

Stratton—Chu公式是根据格林函数，格林定理，无穷远辐射条件得到的，确实没有要求是平面波。但是楼主可以再看一下您发的那个Stratton—Chu公式的附件最后几行，里面提到说是TEM波，即认为是平面波，所以要求有辐射边界设置在天线的远区。如果不设置在远区，磁场的计算是不正确的，因为近场不是平面波，但是电场的计算还是准确的。Stratton—Chu公式还有一个对应的磁场公式，如果HFSS采取这个公式计算磁场的话，就应该不要求辐射边界设置在天线远区了。