在電磁仿真(包括 CST 中),PEC 和 FR4 是兩種完全不同的材料類型,主要區別如下:
材料性質:
- PEC(Perfect Electric Conductor,理想電導體):
- 是一種理論上的理想材料,電導率無窮大
- 表面電場垂直分量為零,磁場切向分量為零
- 電磁波無法穿透,會發生全反射
- 沒有損耗,不會吸收電磁波能量
- FR4:
- 是實際使用的玻璃纖維環氧樹脂復合材料
- 是一種電介質(絕緣體),具有一定的介電常數(通常 εr≈4.2-4.5)
- 存在損耗角正切(tanδ≈0.02-0.04),會吸收部分電磁能量
- 電磁波可以穿透并在其中傳播
- PEC(Perfect Electric Conductor,理想電導體):
在天線仿真中的應用:
- PEC:通常用于模擬天線的金屬輻射體(如倒 F 天線的輻射臂、接地平面等),因為實際金屬(如銅、鋁)在射頻頻段可近似為理想導體
- FR4:常用作天線的基板材料,特別是在印刷電路板(PCB)天線設計中,作為金屬輻射體的支撐介質
仿真中的設置:
- PEC 在 CST 中是預設材料,無需設置額外參數
- FR4 需要設置介電常數和損耗角正切等參數,這些參數可能隨頻率變化
在倒 F 天線仿真中,通常的做法是用 PEC 構建天線的金屬結構(輻射片、短路柱、接地平面),用 FR4 作為這些金屬結構的支撐基板,這樣能更真實地模擬實際天線的工作狀態。