仿真结果

南宫28ng电磁仿真软件常见结果包括了除远场和电磁场等二维、三维结果外的其他结果，包括信号、探针、S参数、Z/Y、电压驻波比、阻抗、功率以及效率；这些结果节点挂在常用结果树节点下，每次仿真完成后，默认挂出所有常见结果；可通过 后处理>一维结果管理器 来管理想要展示的结果。

导航树>设计>结果>常用结果> 一维结果管理器

后处理> 通用>一维结果管理器

南宫28ng电磁仿真软件完成一次仿真后，计算出的一维结果有端口信号、探针处电磁场、负载阻抗、功率、效率、S/Y/Z参数以及电压驻波比，一维结果管理器将管理这些结果在结果树节点下的展示情况（勾选代表展示，不勾选代表隐藏）。

一维结果管理界面

探针

导航树>设计>结果>常用结果> 探针

探针属于监视器的一种，仿真前若在 监视器 中添加了探针，则在常用结果中将包含X\Y\Z三个方向以及平均的电磁场随时间变化的结果，可通过在一维结果管理器中设置探针结果的显示状态。

电磁场探针结果

端口信号

导航树>设计>结果>常用结果> 端口信号

端口信号结果包含了每个端口的输入与输出信号，曲线纵轴代表功率，横轴表示求解时间，输入信号数与端口数相同，而输出信号数为端口数的平方；通过端口输出信号曲线可以判断仿真求解的收敛程度，在时间区间内，若曲线趋于0，则代表能量衰减较好，求解的结果收敛，否则求解结果不收敛。

S参数

导航树>设计>结果>常用结果> S参数

S参数（散射参数）用于评估 DUT 反射信号和传送信号的性能，描述了传输通道的频域特性；S参数通常表示为：S输出输入，如S12为    DUT上端口1的输出信号与DUT上端口2的输入信号之比；通常我们可以用二端口网络来说明S参数的意义，参数的物理含义和特殊网络的特性为：S11——端口2匹配时，端口1的反射系数；S22——端口1匹配时，端口2的反射系数；S12——端口1匹配时，端口2到端口1的反向传输系数；S21——端口2匹配时，端口1到端口2的正向传输系数；S参数是在传输线两端有终端的条件下定义出来的，故S参数与端口处的参考阻抗有关，参考阻抗不同，得到的S参数也不相同，一般端口处的Z0取50欧姆。

南宫28ng电磁仿真软件中，针对逐次激励仿真的情况，S参数的命名为:S（端口1，端口2）[端口N],代表在端口N处，端口1的输出信号与端口2的输入信号比；针对同时激励的情况，只在每个端口处有反射系数，相当于逐次激励中的S（N，N），S参数的命名为activeSN[[N1]+[N2]+...];在软件中，支持同一类型一维参数结果的复制粘贴，例如可复制S11，然后粘贴在S参数结果树节点下，下次仿真时，将不会自动删除该复制的结果；S参数支持相位、实部、虚部、线性以及分贝等类型的切换，亦可切换至Z-smith和Y-smith图。

二端口网络

Z参数

导航树>设计>结果>常用结果> Z参数

Z参数与S参数类似，同为微波网络参数，描述的是线性微波网络中电压与电流的关系，Zij表示由j端口至i端口的互阻抗（其他端口短路），取值Ui/Ij；Zii表示i端口的自阻抗，取值Ui/Ii，对于互易网络，存在Zij=Zji关系。

南宫28ng电磁仿真软件中，不管是逐次激励还是同时激励，Z参数的命名都与S参数相同，且支持相位、实部、虚部以及线性的切换。

Y参数

导航树>设计>结果>常用结果> Y参数

Y参数与Z参数互为倒数关系，，描述的是线性微波网络中电流与电压的关系，Yij表示由j端口至i端口的互导纳（其他端口断路），取值Ii/Uj；Yii表示i端口的自导纳，取值Ii/Ui，对于互易网络，存在Yij=Yji关系。

南宫28ng电磁仿真软件中，Y参数的命名与Z参数相同，也支持相位、实部、虚部以及线性的切换。

电压驻波比

导航树>设计>结果>常用结果> 电压驻波比

在无线电通信中，电压驻波比用来描述端口的匹配性能，当天线与馈线阻抗或信号机阻抗不匹配时，在微波网络中将产生驻波，驻波波腹电压与波节电压幅度的比值便为电压驻波比，又称为驻波系数、驻波比；电压驻波比的取值范围在1~∞之间，当能量无反射传输出去时，电压驻波比为1，当能量全部被反射回来时，电压驻波比为∞，一般工程中要求电压驻波比小于1.5，有些要求严格的甚至需要小于1.2，电压驻波比与S参数的关系如下：

负载阻抗

导航树>设计>结果>常用结果> 负载阻抗

在微波网络中，端口处的阻抗与低频电路中的电阻不同，是非固定值，具有实部和虚部，且随频率而变化；当激励源端口阻抗与负载阻抗相同时，微波网络为匹配状态，能量传输最好；在南宫28ng电磁软件中，负载阻抗可以切换查看相位、实部、虚部以及线性等类型。

功率

导航树>设计>结果>常用结果> 功率

功率表示单位时间内做功的大小，一般分为电功率和力功率，在电磁领域涉及最多为电功率，此时功率表示为电压与电流的乘积，在南宫28ng电磁仿真软件中的功率节点下，涵盖了三个功率节点：总功率、接收功率、辐射功率,总功率表示输入被测设备的功率总和，接收功率表示被测设备接收到的功率（一般小于总功率），也即通过一个或多个端口输入被测设备的时间平均功率，而辐射功率指被测设备辐射出去的功率，即通过辐射边界离开被测设备的时间平均功率，当存在损耗时，总功率>接收功率>辐射功率。

效率

导航树>设计>结果>常用结果> 效率

效率可以表示一个DUT对输入功率的利用率，效率越高，利用到的功率也将越高，南宫28ng电磁仿真软件中定义了两种效率：总效率和辐射效率，总效率=辐射功率/总功率，辐射效率=辐射功率/接收功率；在天线设计中，辐射效率与方向系数和增益的关系为：增益=辐射效率×方向系数

G = η*D

远场

远场指的是离电磁波源足够远处的场。考虑结构的物理尺寸及波长，在一个足够远的地方，其辐射或者散射场将近似于球面波。场的更高次项 , n = 2,3,... 将被忽略， 因此远场主要为横电磁场。

远场分量是从存储在计算域边界上的场中得出的，这可适用于各种应用， 但主要用于各种天线结构的仿真以及散射问题中的雷达散射截面。 更进一步地，可以分析具体阵列天线的远场。

远场分量

远场计算的结果可以在 远场可视化 中进行处理。 软件提供了多种可视化可能性。 它们是极坐标图和笛卡尔图以及二维和三维图形。 在下文中，将使用电场矢量为例对它们进行详细描述。

一般采用球坐标对远场进行分析。在球坐标系中，有三个分量： 、 及 r 。 球坐标与直角坐标 (x,y,z)的转换关系如下：

角为测量点与Z轴的夹角。 角为测量点投影到XOY面上其与X轴的夹角。 以电场为例，直角坐标与球坐标的转换关系如下：

其他分量:

• LHCP: 左旋圆极化

  
  

• RHCP: 右旋圆极化

  
  

远场类别

• 功率流: 功率流显示在指定距离下每单位面积的时间平均辐射通量（Poynting矢量的时间平均幅度）：

  
  

• 方向性: 给定方向的辐射强度与全方向上的平均辐射强度比值。 平均辐射强度由天线的总功率除以4 所得:

  
  

• 增益: 增益的定义类似，增益与天线结构的接收功率有关。对于一个无损的天线结构，增益等于方向性。 请注意，接收功率与激励功率是两个不同的概念。

  
  

• 实际增益: 实际增益则是以激励功率为参考量：

  
  

• 辐射效率: 天线的辐射效率定义为增益与方向性的比值，也等于辐射功率与接收功率的比值：

  
  

• 总效率: 总效率定义为辐射功率与激励功率的比值：

  
  

• rE: 选定的辐射电场 分量 与径向距离r的乘积。

• 极化比: 极化比是两个指定正交极化场矢量在给定场矢量的空间点处的复振幅之比。 ZWSim-EM可以计算出以下六个极化比：

  
  

• 轴比: 根据 IEEE 标准, 轴比是偏振椭圆的长轴与短轴的比率：

  
  

远场可视化

导航树>设计>结果>远场

在远场视图中，上述的远场类别均可视化并可切换。 可通过在导航树的"远场"节点的右键菜单中单击"添加频率"来添加远场图。

右键菜单将会打开下列相关对话框:

频率点

频率扫描

• 频率点: 求解单一频点的远场。

• 频率扫描: 需设置观察点坐标（球坐标），将求解该观察点的在求解频段的远场。

远场结果>远场图类型

软件提供了多种绘图形式，包括：笛卡尔坐标、极坐标、二维、三维。

四种绘图类型如下所示:

笛卡尔坐标

极坐标

二维视图

三维视图

• 笛卡尔坐标: 以一个坐标变化且一个固定为笛卡尔坐标图的方式绘制远场。 可以通过放置曲线标记来获得准确的字段值。“属性”栏提供了某个频率点的远场名称。 用户可以切换Theta角和Phi角。 默认情况下，角度为90o。您可以设置除固定角度之外的另一个角度，作为起始角度和步进角度。 线条类型，宽度和颜色可以更改。

• 极坐标: 绘制远场，其中一个坐标变化，另一个坐标固定为极坐标图。在查看区域旁边，在“属性”窗口中，将显示3dB的角度宽度。 属性窗口中的设置与笛卡尔坐标中的设置相同。

• 二维: 绘制具有两个坐标变化的远场的二维图，每个点根据其场值着色。您可以在“属性”窗口中设置theta和phi的起始角度，步进角度和终止角度。 此外，通过将鼠标移至绘图中所需的位置，可获得准确的场值。该值将显示在光标的右下角。

• 三维: 使用两个坐标随三维图变化的方式绘制远场。 与二维属性窗口中的角度设置类似，透明度和缩放比例在属性栏中可用。

远场结果>结果类型

• 线性: 点击绘制线性图。

• dB: 在此处设置要绘制的以dB为单位的范围。

远场>类别

可以在ZWSim-EM中查看的远场结果类型包括：方向性，增益，实际增益，rE，极性比和轴向比。 有以下子类型：LHCP（左旋圆极化），RHCP（右旋圆极化），总计，X，Y，Z，Theta和Phi。

远场阵列

天线阵列的远场

单个天线由它们在空间中的位置以及它们的幅度和相位信息定义。将天线的远场与阵列因子相乘，也可以得出由相同天线单元构成的特定天线阵列的相应远场结果。

周期结构的远场

单元是空间周期性结构（例如天线的二维无限阵列）的基本构建块。周期结构可以使用周期或单元边界条件来分析。周期结构的远场计算是通过在计算域边界上积分一个表达式来执行的。请注意，这些边界条件将模拟周期结构中所有阵元的同时激发，其中边界条件给出了阵元到阵元的相位提前量。 严格来说，远场结果仅适用于无限阵列，这仅对离散方向集产生远场贡献。但是，在远场后处理中，有限远场阵列的定义仍可为足够大（与单元相比）的阵列提供有用的结果。

导航树>设计>结果>远场>远场阵列

ZWSim-EM提供远场阵列的功能。有两种类型的远场数组：矩形数组和用户定义的数组。新添加的远场结果将附加到导航树的远场节点下。

矩形

用户自定义

• 列类型: 可设置为矩形，或者用户自定义。用户自定义类型支持用户导入阵列文件并进行调整。

• 方向: 设置阵列方向。

• 个数: 设置该方向上阵元个数。

• 空间位移: 单个阵元间距。

• 振幅: 设置阵元在该方向的振幅。

• 相位偏移: 设置阵元之间的相位偏移。

• 更新列表: 更新下列列表数据。

• 导入: 以.txt文件格式导入阵列单元的场。

• 添加行/删除选中行: 添加行信息数据，删除行信息数据。

电磁场

软件提供高度交互的可视化引擎来显示空间电磁场及表面电流。

绘图类型

场分为矢量和标量，为了更好地显示，需选择矢量或标量。

矢量图

标量图

• 矢量图:矢量图采用箭头来绘制，在箭头图中，结果值由箭头表示，该箭头表示给定位置处的磁场方向和强度。箭头指向场的方向，分布密度或颜色表示场的强度。

• 标量图:标量图采用轮廓、气泡来绘制矢量场的各个分量(X,Y,Z,Abs,...)。结果值通过颜色编码表示在结构的表面或者空间中。

电磁场可视化

如需观察电磁场及表面电流结果，需要指定特定频点或者选择选择保存所有频点的电磁场及表面电流结果，需要注意的是，保存所有频点结果会要求花费较大的磁盘存储空间及时间资源。    当仿真完成后，相应的电场、磁场、表面电流节点将挂于导航树的【结果】的【电磁场】下。

电磁场>显示类型

电磁场>数据类型

电磁场>相位

电磁场>结果类型

不同的结果类型，不同的绘图类型可以让用户更好地理解场。

• 显示类型:一共有三种显示类型来显示电磁场及表面电流，包括：箭头、气泡、轮廓。如上面所说，箭头显示了矢量场，气泡和轮廓显示了标量场，可在界面右侧的属性栏中更改显示的相位。另外，如果当前显示类型是箭头或者气泡，那么还可在属性栏中调整箭头或者气泡的大小来调整显示效果。

• 数据类型:包含：X,Y,Z,绝对值。

• 相位:点击“播放动画”可查看场的运动。点击“实部”，“虚部”可切换显示场的实部或虚部。

  
  

• 结果类型:软件提供线性、对数、dB、dBm、dBu.如果结果线性显示不理想，用户可切换到dB显示。