同軸腔體中電磁波頻譜的變化
如圖所示三個圖都是在同一個腔體里,同一個檢測位置測得的電場強度信號的頻譜圖(電磁波信號是由一個高斯脈沖電流源產生)
三者的區(qū)別是:第一個是檢測時長為20ns,第二個檢測時長為60ns,第三個檢測時長為100ns(檢測時長表示采集點從0時刻開始連續(xù)采集信號的時長)
由于采樣頻率不一樣,所以在matlab上橫坐標的長度不一樣,但是在頻率范疇里是一致的(即峰值出現(xiàn)的頻點實際上是一樣的)。
對于三幅圖的現(xiàn)象一開始我以為是:隨著檢測時長的增加,腔體內電磁場逐漸趨于穩(wěn)態(tài),諧波的能量逐漸轉移到特征譜線上,因此特征譜出現(xiàn)的頻點信號能量明顯增強,而諧波能量明顯減弱(這里特征譜指的是低頻部分的較強信號)。
但是我發(fā)現(xiàn)當檢測時長變?yōu)?00ns時,特征譜上的信號能量沒有增強,基本保持不變,但是其他頻點的能量還是繼續(xù)減弱,所以與上面存在矛盾。
最終的結論為:信號能量在轉移的同時信號再在衰減,所以特征譜的信號能量在100ns之后基本保持不變是因為由諧波能量轉移獲得的能量和衰減損耗的能量相持平。
對于上面的結論是否正確我不得知,如果不同頻率諧波的能量能轉移,那豈不是信號的頻率成分在改變,想不明白。希望高手指點
先明確一下:這個是CST的仿真問題還是純數字信號處理問題?
當然是CST的問題,確切的說應該是用電磁波的相關理論來解釋CST仿真的結果或者現(xiàn)象
那可不可以詳細描述一下CST的仿真流程的細節(jié)?
用的哪個工作室?
檢測電場強度用的是E-Field Monitor還是Probe?
檢測時長是用哪個參數實現(xiàn)的?
最好能附帶模型文件。
電場強度檢測用的是probe
檢測時長:因為激勵源是自定義的,在激勵源設置的窗口有個settings副窗口,在里面有個總時長設置。檢測時長就表示總時長
我給你一個檢測時長為100ns的文件吧
腔體結構尺寸:內徑*外徑*長度=40*160*1000
圓柱腔體材料:鋁(電導率=3.72e7)
端面材料:環(huán)氧樹脂(相對介電常數r=4)
腔體內介質材料:SF6(相對介電常數r=1)
仿真頻率范圍:0—2GHZ
邊界條件:XY平面兩個端口面采用open(add space)邊界,
XZ平面的上下兩面和ZY平面的前后兩面采用電邊界
我這里的頻譜圖是用matlab求的,不知道什么原因matlab求得頻譜圖與CST中的頻譜圖不一致。在CST的頻譜圖中600MHZ以下的信號強度非常小。 而1.5GHZ以上的強度超大。 不過把600MHZ以下的放大后發(fā)現(xiàn)其峰值出現(xiàn)的頻點跟matlab一致。但是CST中1.5GHZ以上的信號強度超大我是在無法理解。因為我看時域波形圖時 可以看出主信號的周期明顯大于1ns的,并且我試了XFDTD軟件,同樣把XFDTD中的時域波形數據導入MATLAB中進行頻譜轉化,其結果與XFDTD自身的轉化后頻譜圖是一致的,所以頻譜計算我都在matlab里算。數據倒來倒去的累死了。 不知道CST頻譜為什么會這樣
看你后面的補充:橫坐標量綱是“MHz”吧,按照第一幅圖:20ns的譜圖可以得知該信號的截止頻率在200MHz左右,根據那奎斯特采樣定理可以推知采樣頻率至少400MHz才能夠保證信號不失真;400MHz對用的檢測時長是2.5ns;你后來用60ns,100ns采樣,俺個人覺得失真度太大,不可信,個人理解,僅供參考~
我這里的檢測時長跟采樣頻率沒有關系的,檢測時長只不過是采集點持續(xù)采集信號的時間長短。
實際上由于檢測時長增加,CST中采樣頻率也隨之下降(否則數據點個數就會翻倍的增加) 采樣頻率可以從CST保存文件Result中找到那些保存的時域數據點,例如20ns時長時,數據點之間的間隔時長為0.004463ns,所以對應的采樣頻率為224GHZ
時域數據點是你自己設置的,不是所需的采樣頻率;
采樣頻率是對提供激勵的能量采集而言的,對你的“檢測時長”概念不太清楚,是不是左邊欄激勵信號下的時域過程?如果是的話,它是根據你所設頻率帶自動設置的當然你可以自己編輯激勵信號,不知道你所說的“檢測時長”是不是這個概念?
上述的采樣頻率是根據激勵信號的激勵時長決定的,進而采樣頻率決定了所獲得能量譜的頻率譜中心頻率(滿足你的頻段要求:所設頻段合理處在前述中心頻率左右)
個人理解,恐怕不嚴格,歡迎各位不吝嗇賜教~
學習了!