Comsol RF模塊相對介電常數(shù)的定義方式

2023-04-02 10:23 作者:呼啦啦老板 0人讀過 | 我要投稿

折射率，可以單獨(dú)輸入折射率的實(shí)部和虛部，即 $n$ 和 $k$ ，同時(shí)相對介電常數(shù)是 $%CF%B5_r%3D(n-jk)%5E2$ 。該材料模型假定電導(dǎo)率為零，并假定了單位相對磁導(dǎo)率。

損耗角正切，需要輸入實(shí)值相對介電常數(shù) $%CF%B5_r$ 和標(biāo)量損耗角正切δ。相對介電常數(shù)由 $%CF%B5_r%3D%CF%B5_r$ 計(jì)算，且材料電導(dǎo)率為零。

介電損耗，輸入相對介電常數(shù) $%CF%B5_r%3D%CF%B5_r$ 的實(shí)部和虛部。請注意符號：使用該接口時(shí)，如在虛部 $%CF%B5_r$ 輸入一個正的實(shí)值數(shù)，將造成損耗，因?yàn)檐浖?nèi)部會將其乘以 $-j$ 。

Drude-Lorentz彌散，基于Drude自由電子模型和Lorentz振蕩模型開發(fā)的材料模型。Drude模型( $%CF%89_0%3D0$ )用于金屬和摻雜半導(dǎo)體，Lorentz模型描述了聲子模及帶間躍遷等諧振現(xiàn)象。通過加和來結(jié)合這兩個模型，將能精確描述各類固體材料。它預(yù)測了復(fù)相對介電常數(shù)隨頻率的變化：
$%CF%B5_r%3D%CF%B5_%E2%88%9E%2B%5Csum_%7Bk%3D1%7D%5EM%20%20%5Cfrac%7Bf_k%20%CF%89_p%5E2%7D%7B%CF%89_%7B0k%7D%5E2-%CF%89%5E2%2Bi%CE%93_k%20%CF%89%7D%20$
其中 $%CF%B5_%E2%88%9E$ 是對相對介電常數(shù)的高頻貢獻(xiàn)、 $%CF%89_p$ 是等離子體頻率、 $f_k$ 是振蕩器強(qiáng)度、 $%CF%89_%7B0k%7D$ 是諧振頻率， $%CE%93_k$ 是阻尼系數(shù)。由于模型計(jì)算了復(fù)值介電常數(shù)，COMSOL ?Multiphysics 內(nèi)的電導(dǎo)率將設(shè)為零。這是模擬依賴于頻率的電導(dǎo)率的方法之一。

Debye 彌散模型是Peter Debye基于極化弛豫時(shí)間開發(fā)的材料模型。模型主要用于極性液體。它預(yù)測了復(fù)相對介電常數(shù)隨頻率的變化：
$%CF%B5_r%3D%CF%B5_%E2%88%9E%2B%5Csum_%7Bk%3D1%7D%5EM%20%5Cfrac%7B%CE%94%CF%B5_k%7D%7B1%2Bi%CF%89%CF%84_k%7D%20$
其中 $%CF%B5_%E2%88%9E$ 是對相對介電常數(shù)的高頻貢獻(xiàn)、 $%CE%94%CF%B5_k$ 是對相對介電常數(shù)的貢獻(xiàn)、 $%CF%84_k$ 是弛豫時(shí)間。由于模型計(jì)算了復(fù)值介電常數(shù)，電導(dǎo)率假定為零。這是另一種模擬依賴于頻率的電導(dǎo)率的方法。