COMSOL Multiphysics^® 6.4 发布亮点

COMSOL Multiphysics^® 6.4 版本为“RF 模块”的用户带来了多项功能提升：传输线建模流程进一步简化，新增用于便捷设计超材料的专用特征，远场功能也增强为支持优化和偏振分析。欢迎阅读以下内容，进一步了解这些更新及其他新增功能。

传输线建模改进功能

全新的传输线，参数 接口采用简化配置，取代了以往复杂的多物理场设置，可以计算双导体传输线单位长度的串联电阻、串联电感、并联电导和并联电容，以及特性阻抗和传播常数。这种计算通过二维的频域模型完成，具体操作可参考同轴电缆的传输线参数教学案例。

传输线 接口现通过多个因变量支持多导体配置，其中的分布元件参数被定义为根据导体数量确定维度的方阵。此外，还支持串联和并联元件特征，进一步增强了建模灵活性。

使用 传输线，参数接口建立的同轴电缆模型，可提取传输线参数，并计算电势、电场和磁通密度分布。

周期性结构：简化超材料建模

为便于模拟周期性结构与超材料结构，电磁波，频域__ 接口中新增了周期性结构_ 特征，内置默认的周期性端口 和 Floquet 周期性条件 特征。您可以参考菲涅尔方程 (RF) 和频率选择表面，周期性互补开口谐振环教学案例，了解如何使用这一新功能。

“频率选择表面，周期性互补开口谐振环”教学案例已通过新的周期性结构 特征重新构建。

增强的远场功能

远场函数现已支持优化分析，可以通过形状优化研究提升天线增益。您可以参考新的圆锥喇叭透镜天线的前端优化教学案例，了解如何使用这一新功能。此外，远场分析中引入了新变量 EfarLHCP 和 EfarRHCP，分别用于计算左旋和右旋圆偏振分量。

通过新增的远场域，非均匀 特征，还可以分析带基板情况下的远场辐射，目前支持对包含上层材料（空气）和均匀介质基板的结构进行远场计算，具体示例可参考基板上的嵌入散射体教学案例。

在 形状优化研究中，可通过 目标函数栏的 替换表达式按钮调用远场函数。

动画展示了优化过程中透镜几何形状的演变，最终实现增益提升。

新变量：不同源与目标边界之间的耦合计算

为简化导波与自由空间波之间的双向耦合分析，新版本定义了新的输出耦合效率变量（积分输出功率与输入功率之比）。这些变量按层级累积，便于分析小型和大型特征与边界的耦合情况。同时，还提供了一组层级变量，用于计算因吸收而产生的积分损耗，包括功率损耗以及归一化至输入功率的损耗变量。该功能主要在光波导附近的散射体建模教学案例中演示，您也可以通过以下教学案例深入了解：

• grating_coupler（新）
• sesam_laser_heating（新）
• mach_zehnder_modulator
• optical_ring_resonator

带有散射体（柱状结构）的波导结构，利用新增的输出耦合变量，可同时分析后向、前向及侧向的散射光。

偏振图更新与结果优化

偏振图 中的新选项可将偏振椭圆归一化至最大衍射效率，使椭圆大小直观反映衍射效率的高低。此外，还新增了标示传播衍射级区域的绘图功能。您可以参考六边形光栅（波动光学）和六边形等离激元滤色镜教学案例，查看更新的偏振图 效果。

截面计算 特征现在提供散射、吸收和消光截面的默认绘图，并支持全局计算。金纳米球的光散射模型和基板上的颗粒散射教学案例分别演示了新增的默认绘图和全局计算功能。

全局计算 节点（如反射率、透射率和衍射效率）现已整合至计算组 节点，支持在重复仿真后自动更新表数据。如需了解如何使用这一新功能，欢迎参考波导 S 弯教学案例，其中演示了反射率、透射率及损耗的计算过程。

“六边形光栅（波动光学）”教学案例中的 偏振图，显示了归一化至最大衍射效率的偏振椭圆，以及围绕传播衍射级区域的分布曲线。

新的教学案例

COMSOL Multiphysics^® 6.4 版本为“RF 模块”新增了多个教学案例。

圆锥喇叭透镜天线的前端优化

通过对参数化透镜几何进行优化，以形成更高效的透镜形状，提升天线实际增益。所使用的形状优化无需显式参数化，且仅需部分多参数化扫描所需的时间，即可实现相当甚至更优的性能。

“案例库”标题：
conical_horn_lens_antenna_shape_optimization
从“案例下载”页面下载(/model/142991)

微带贴片天线代理模型

通过训练深度神经网络 (DNN) 代理模型，无需进行完整电磁仿真，即可快速评估改变微带贴片天线的四个设计参数（贴片长度、调谐枝节长度、基板介电常数和频率）的性能，并结合计算得到的 S 参数的渐近波形估计，实现高效的频响分析。

“案例库”标题：
microstrip_patch_antenna_surrogate
从“案例下载”页面下载(/model/143921)

基板上的嵌入散射体

模拟一束横电 (TE) 偏振平面电磁波入射到嵌入基板的金属球上，并计算多个入射仰角下的远场变量。

“案例库”标题：
embedded_scatterer_on_substrate
从“案例下载”页面下载(/model/142261)

MRI 植入物加热

本教学案例演示了一个插入 C3–C5 椎骨内的无源导电多轴螺钉植入物，在模拟人体组织的凝胶仿体中产生的射频感应加热，所研究的几何与材料属性遵循 ASTM F2182-19e2 标准。

“案例库”标题：
mri_implant_heating
从“案例下载”页面下载(/model/139201)

球形雷达罩的高效仿真

演示一种使用二维轴对称公式与三次离散化来模拟薄球形雷达罩的高效方法。通过在粗化网格上使用高阶单元，可在保持精度的同时大幅降低计算成本。

“案例库”标题：
radome_spherical
从“案例下载”页面下载(/model/143981)