特征模理论中的特征值、模式重要性、特征角和模式权重系数的物理含义分别是什么?彼此间存在什么数学关系?如何用CST 仿真软件查看这些参数?
1) 核心定义与物理含义(要点)
特征值 λn\lambda_n
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数学上来自特征方程(用矩阵语言):
XJn=λnRJn\mathbf{X}\mathbf{J}_n = \lambda_n \mathbf{R}\mathbf{J}_n这里 Z=R+jX\mathbf{Z}=\mathbf{R}+j\mathbf{X} 是 MoM 阻抗矩阵,Jn\mathbf{J}_n 是第 nn 个特征模的电流分布。(help.altair.com, microwavejournal.com)
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物理上:λn\lambda_n 描述该模在给定频率下的“电(容)/磁(感)”特性与损耗(辐射)之间的关系:
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λn=0\lambda_n=0 → 模处于谐振(纯辐射,阻抗呈实数主导);
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λn>0\lambda_n>0 → 模偏感性(磁性能占优);
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λn<0\lambda_n<0 → 模偏容性(电性能占优)。(microwavejournal.com)
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模式重要性 / 模态显著性(Modal Significance, MS)
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定义(常见形式):
MSn=∣11+jλn∣=11+λn2\mathrm{MS}_n = \left| \frac{1}{1 + j\lambda_n} \right| = \frac{1}{\sqrt{1+\lambda_n^2}} -
物理意义:衡量该模式“能否有效辐射/对外响应”。MS 的范围在 0 到 1 之间。MS 越接近 1(对应 λn→0\lambda_n\to0),该模越“容易被激发并强辐射”。(SciELO Brasil, microwavejournal.com)
特征角 / 模态角(Character