HFSS圆波导模式仿真的问题

如题，在用HFSS做一个非常简单的圆波导模式仿真的时候发现一个问题（就直接建一个圆柱波导）。HFSS计算TE模的所有模式计算出来的圆截面上的能流分布是正确的，但对于TM模的情况就不是那么回事了，然而从Port Field Display下面的端口截面去观察电场分布图则又是对的。为什么会出现TM模能流分布结果不正确的情况?是划分网格精度的原因?但是我更改Adaptive Solutions，加大迭代次数至15次，Solution Options里面采用Zero order或First Order，然后在以上两种方式下也也试过Enable Iterative Solver，但是问题依旧存在。下面给出Port1端口模式1模式7能流密度分布的场图见Fig1Fig7(Plot FIelds-E-MagE)，然后根据圆波导TE模和TM模的场表达式，画出的各模式的场图由Fig8所示，模式3的力线图如Fig9所示。
HFSS仿真的结果和根据圆波导TE模和TM模的场表达式用Matlab画出来的结果进行对比，可以发现：
1、HFSS仿真的波导模式场图的排列顺序是按照该模式的截止波长λc由长到短来排序的，如TE11模为基模，截止波长最长，则为模式1
                 TM模        J_m(k_ca)=0,   m阶贝塞尔函数的第n个零点

TM_mn

TM₀₁

TM₁₁

TM₂₁

TM₀₂

TM₃₁

TM₁₂

TM₂₂

TM₀₃

ν_mn

2.4048

3.831705970207512

5.135

5.520078

6.379

7.015586669815613

8.417

8.6537279

λ_mn

2.61a

1.64a

1.22a

1.14a

0.984a

0.90a

0.75a

0.72a

             TE模     J_m(k_ca) 的导数等于零   ,   m阶贝塞尔函数导数的第n个零点          

TE_mn

TE₁₁

TE₂₁

TE₀₁

TE₃₁

TE₁₂

TE₂₂

TE₀₂

TE₁₃

TE₀₃

ν_mn

1.841183781340659

3.054

3.835

4.201

5.331442773525033

6.705

7.016

8.536

10.173

λ_mn

3.14R

2.06R

1.64R

1.50R

1.18R

0.94R

0.90R

0.74R

0.62R

2、某模式存在极化简并时，则也会反映在HFSS的仿真结果中。如模式1和模式2都是TE11模，只是二者的极化方向不同而已，那么这个极化简并模也会看成一种新的模式，紧挨着排在该模式之后;
3、对于TE模，HFSS仿真的结果与Matlab画出来的结果是相符的，但是对于TM模，只有力线图是相符的，而能流密度分布图，HFSS结果不管如何解释都明显存在问题。开始我以为是Matlab画的是根据坡印延矢量得来的平均能流密度得到的结果，而HFSS因为是Plot FIelds-E-MagE,也就是画的电场的强度得来的结果，从Fig3和Fig9中我们就会发现，明显不是这个原因导致的结果。从Fig3中，我发现，中心部分最强，越往波导内壁靠近，值越小，而在Fig9中，我们发现，模式3的电场在截面上沿径向是增大的，越靠近波导壁，箭头越大，颜色也越红，而在波导中心箭头越小，颜色也越浅。可以看出，HFSS对于模式3由Field Overlays给出的波导截面上的能流密度分布和由Port Field Display给出的力线图是相矛盾的。并且如果增大端口所计算的模式数，对于TM模都存在这样的问题。当然，这只是我个人的理解，很可能我的理解是错误的，但如何对这个现象给予解释呢?非常希望大牛们能给予解答，小弟在此感激不尽！

如题，在用HFSS做一个非常简单的圆波导模式仿真的时候发现一个问题（就直接建一个圆柱波导）。HFSS计算TE模的所有模式计算出来的圆截面上的能流分布是正确的，但对于TM模的情况就不是那么回事了，然而从Port Field Display下面的端口截面去观察电场分布图则又是对的。为什么会出现TM模能流分布结果不正确的情况?是划分网格精度的原因?但是我更改Adaptive Solutions，加大迭代次数至15次，Solution Options里面采用Zero order或First Order，然后在以上两种方式下也也试过Enable Iterative Solver，但是问题依旧存在。下面给出Port1端口模式1模式7能流密度分布的场图见Fig1Fig7(Plot FIelds-E-MagE)，然后根据圆波导TE模和TM模的场表达式，画出的各模式的场图由Fig8所示，模式3的力线图如Fig9所示。
HFSS仿真的结果和根据圆波导TE模和TM模的场表达式用Matlab画出来的结果进行对比，可以发现：
1、HFSS仿真的波导模式场图的排列顺序是按照该模式的截止波长λc由长到短来排序的，如TE11模为基模，截止波长最长，则为模式1
                 TM模        J_m(k_ca)=0,   m阶贝塞尔函数的第n个零点

TM_mn

TM₀₁

TM₁₁

TM₂₁

TM₀₂

TM₃₁

TM₁₂

TM₂₂

TM₀₃

ν_mn

2.4048

3.831705970207512

5.135

5.520078

6.379

7.015586669815613

8.417

8.6537279

λ_mn

2.61a

1.64a

1.22a

1.14a

0.984a

0.90a

0.75a

0.72a

             TE模     J_m(k_ca) 的导数等于零   ,   m阶贝塞尔函数导数的第n个零点          

TE_mn

TE₁₁

TE₂₁

TE₀₁

TE₃₁

TE₁₂

TE₂₂

TE₀₂

TE₁₃

TE₀₃

ν_mn

1.841183781340659

3.054

3.835

4.201

5.331442773525033

6.705

7.016

8.536

10.173

λ_mn

3.14R

2.06R

1.64R

1.50R

1.18R

0.94R

0.90R

0.74R

0.62R

2、某模式存在极化简并时，则也会反映在HFSS的仿真结果中。如模式1和模式2都是TE11模，只是二者的极化方向不同而已，那么这个极化简并模也会看成一种新的模式，紧挨着排在该模式之后;
3、对于TE模，HFSS仿真的结果与Matlab画出来的结果是相符的，但是对于TM模，只有力线图是相符的，而能流密度分布图，HFSS结果不管如何解释都明显存在问题。开始我以为是Matlab画的是根据坡印延矢量得来的平均能流密度得到的结果，而HFSS因为是Plot FIelds-E-MagE,也就是画的电场的强度得来的结果，从Fig3和Fig9中我们就会发现，明显不是这个原因导致的结果。从Fig3中，我发现，中心部分最强，越往波导内壁靠近，值越小，而在Fig9中，我们发现，模式3的电场在截面上沿径向是增大的，越靠近波导壁，箭头越大，颜色也越红，而在波导中心箭头越小，颜色也越浅。可以看出，HFSS对于模式3由Field Overlays给出的波导截面上的能流密度分布和由Port Field Display给出的力线图是相矛盾的。并且如果增大端口所计算的模式数，对于TM模都存在这样的问题。当然，这只是我个人的理解，很可能我的理解是错误的，但如何对这个现象给予解释呢?非常希望大牛们能给予解答，小弟在此感激不尽！
[attachment=72677][attachment=72678][attachment=72679][attachment=72680][attachment=72681]
接上图：

先请问一下你的波导端口怎么设的?

当然有另一种方式...

小编做的很细致啊   能否共享一下你的matlab程序?  另外你可以用一下CST  cst算这个还是很方便的    FEKO还可以直接定义M,N仿真你需要的模式，   问一下，我记得HFSS貌似模式数不能超过20个吧    

谢谢你的回复。恩，你说的这处积分线的问题，在圆波导里面也确实是个问题。确实最好是用第三种正交坐标系来规定其极化，也就是你那天回我的贴子里给出的资料上说的，这样可以避免极化简并带来的问题。但这个和场分布好像关系不大，对于第三个模式场图的问题，我后面想了一下，port1的半径为1.7907mm，而仿真频率为60G，Port1正好只能单模传输TE11模，对于其他的高次模都是截止的，是不是这个原因导致TM模的场图不对了呢?你们这些牛人们能解释一下么?我这两天也自己更改下半径，另外仿一个看看。

谢谢你的回复。这个确实CST和FEKO要方便些。这个能流分布的程序还是简单的，其实就是matlab画函数图而已。我是参考《圆波导管壁电流分布图仿真》_王永龙上面的TE模和TM模的能流分布公式自己画出来的，当然自己也可以很容易的去推出来，这个不难，然后把那个函数的图画出来就行了，不过要注意一点，ρ的取值是01，是用波导半径归一化之后的取值范围，因为kc它已经取的是相关贝塞尔函数或导数的零点了。

请问一下小编这个edit source里面每一项指的是某一端口馈电的不同模式吗? 我还以为是多端口激励时，其他端口加入激励的幅度相位设置?

请问一下小编这个edit source里面每一项指的是某一端口馈电的不同模式吗? 我还以为是多端口激励时，其他端口加入激励的幅度相位设置?