Добрый день!
Можно ли в программных продуктах для электродинамического моделирования адекватно рассчитать эффекты, связанные со скин-слоем?
Например, на тонкую пленку металла с конечной проводимостью нормально падает плоская волна. Теоретически, если толщина пленки составляет, например, половину толщины скин-слоя на данной частоте, то ЭМ волна должна "просачиваться" за пленку, а не отражаться полностью.
Можно ли такой эксперимент воспроизвести с помощью какой-либо программы ЭМ моделирования?
Пробовал в CST, с помощью МКР (T-solver), он показывает полное отражение независимо от толщины пленки.
Полная версия этой страницы: Электродинамическое моделирование скин-эффекта
Форум разработчиков электроники ELECTRONIX.ru > Аналоговая и цифровая техника, прикладная электроника > Rf & Microwave Design
С CST не работал о-о-о-очень давно, а вот, например, с HFSS просто очень давно! 
Но могу предположить, что в HFSS не предприняв специальных мер Вы также получите аналогичный результат. Но, если в металлической пленке в ручном режиме задать размер конечных элементов заведомо меньше, чем толщина скин-слоя, то, думаю, что-то должно получиться. Но вычислительные ресурсы при этом потребуются гораздо значительнее. И стоит ли это того - не знаю. Возможно, есть какие-то другие "фишки" для расчетов. Лучше обратиться к тем, кто часто работает с этим ПО.
P. S. Программы моделирования - это палка о многих концах. В принципе, Вы можете получить в них практически всё, что хотите. Чтобы получать адекватное решение, необходимо правильноставить задачу, т. е. строить корректную модель на основе понимания как физических процессов, так и особенностей методов моделирования.
Но могу предположить, что в HFSS не предприняв специальных мер Вы также получите аналогичный результат. Но, если в металлической пленке в ручном режиме задать размер конечных элементов заведомо меньше, чем толщина скин-слоя, то, думаю, что-то должно получиться. Но вычислительные ресурсы при этом потребуются гораздо значительнее. И стоит ли это того - не знаю. Возможно, есть какие-то другие "фишки" для расчетов. Лучше обратиться к тем, кто часто работает с этим ПО.P. S. Программы моделирования - это палка о многих концах. В принципе, Вы можете получить в них практически всё, что хотите. Чтобы получать адекватное решение, необходимо правильноставить задачу, т. е. строить корректную модель на основе понимания как физических процессов, так и особенностей методов моделирования.
Цитата(klemberg @ Jan 30 2014, 06:39) 
Например, на тонкую пленку металла с конечной проводимостью нормально падает плоская волна. Теоретически, если толщина пленки составляет, например, половину толщины скин-слоя на данной частоте, то ЭМ волна должна "просачиваться" за пленку, а не отражаться полностью.
А можете привести литературные источники по поводу этой теории?
В CST все прекрасно моделируется, но есть нюансы.
И шероховатость поверхности тоже.
И шероховатость поверхности тоже.
Цитата(MePavel @ Jan 30 2014, 23:56)
А можете привести литературные источники по поводу этой теории?
Слово "теоретически" в данном случае означало мое предположение. Чтобы обойтись без предположений, вопрос можно сформулировать так: как поведет себя плоская электромагнитная волна при нормальном падении на пленку металла с конечной проводимостью и толщиной, например 1/2 толщины скин-слоя на данной частоте? Вероятно, этот вопрос несложно решить "на кончике пера". Однако я в этом не силен, поэтому обратился к численному расчету. В учебниках и книгах описания подобного случая не встречал.
Цитата(Yuri Potapoff @ Jan 31 2014, 00:46)
В CST все прекрасно моделируется, но есть нюансы.
И шероховатость поверхности тоже.
И шероховатость поверхности тоже.
Посмотрел. Первый макрос просто рассчитывает толщину скин-слоя по известной формуле. А второй создает материал, описываемый частотной зависимостью поверхностного импеданса на основе данных о двухслойной структуре Металл-Металл. Как это можно применить для адекватного численного решения предложенной задачи?
Кажется, вот это то что нужно
Цитата
Thin panel: (not applicable to LF simulations)
Thin panel material is an extension of the normal material, with an extra field for panel thickness. These thin panels differ from metal panels in that they are penetrable to electromagnetic fields. They differ from solid dielectrics in that they may be simulated accurately despite having such extreme conductivity that the skin-depth is small compared with the cell-size.
The thin panel is modelled as a number of layers so that the frequency dependence of the skin-depth and wavelength is reproduced. Only bodies consisting of surfaces with no thickness should be specified as being thin panels. The actual thickness of the panel is taken as an electrical parameter (along with the permittivity, permeability and conductivity), and is disregarded as a geometric property.
Suitable applications for thin panels include carbon-fibre panels on vehicles, carbon-loaded and metal-sputtered surfaces of dielectric bodies, and radome covers over horns and antennas. If penetration through the panel may be neglected, then metal sheets should be used instead.
The computer resources required to model thin panels are proportional to the number of cell faces covered with the panel (or roughly to the total area of panel), and to the number of skin-depths in the thickness of the panel (at the maximum model frequency). If thin panels are specified which are very many skin-depths thick, then the computer memory usage and run-time can become excessive. Since the penetration through many skin-depths is likely to be negligible, metal panels should be used instead (or a lower maximum frequency specified).
Moreover, this is only supported by the TLM solver and other solvers consider it as a normal material by ignoring the thin panel thickness.
Only available for the "Default" and the "High Frequency" material sets and not applicable to Low Frequency simulations.
Thin panel material is an extension of the normal material, with an extra field for panel thickness. These thin panels differ from metal panels in that they are penetrable to electromagnetic fields. They differ from solid dielectrics in that they may be simulated accurately despite having such extreme conductivity that the skin-depth is small compared with the cell-size.
The thin panel is modelled as a number of layers so that the frequency dependence of the skin-depth and wavelength is reproduced. Only bodies consisting of surfaces with no thickness should be specified as being thin panels. The actual thickness of the panel is taken as an electrical parameter (along with the permittivity, permeability and conductivity), and is disregarded as a geometric property.
Suitable applications for thin panels include carbon-fibre panels on vehicles, carbon-loaded and metal-sputtered surfaces of dielectric bodies, and radome covers over horns and antennas. If penetration through the panel may be neglected, then metal sheets should be used instead.
The computer resources required to model thin panels are proportional to the number of cell faces covered with the panel (or roughly to the total area of panel), and to the number of skin-depths in the thickness of the panel (at the maximum model frequency). If thin panels are specified which are very many skin-depths thick, then the computer memory usage and run-time can become excessive. Since the penetration through many skin-depths is likely to be negligible, metal panels should be used instead (or a lower maximum frequency specified).
Moreover, this is only supported by the TLM solver and other solvers consider it as a normal material by ignoring the thin panel thickness.
Only available for the "Default" and the "High Frequency" material sets and not applicable to Low Frequency simulations.
Однако, такой тип материала умеет считать только TLM солвер. Пока пытаюсь с ним разобраться.
Для просмотра полной версии этой страницы, пожалуйста, пройдите по ссылке.