本文将详细介绍CST电磁仿真的激励源（Excitation Source）及其设置。CST微波工作室根据具体应用和结构类型提供多种不同的激励源，总得来说包含激励端口（Excitation Port）和场源（Field Sources）。

        连接信号完整性仿真常用的激励端口包含波导端口（Waveguide ports）与离散端口（Discrete ports）。 激励端口通常用于S参数计算。S矩阵描述了电磁场能量在结构的不同端口之间的传输。这些端口，特别是它们的名称和位置，需要在CST微波工作室中进行定义。至于使用那种激励端口，在那个位置设置激励端口，则需要根据仿真模型结构及仿真需求来做决定。波导端口用于模拟无限长波导，例如矩形波导、同轴电缆或微带线。它们提供了更好的模式匹配以及更高的S参数精度。输入：本征模解的面积；输出：E和H，线、波阻抗（line and wave impedance），传播常数（β、α）。离散端口可用作S参数、电压或电流端口。它们主要用于模拟计算域内的集总元件源，并可用于类TEM模式。输入：TEM模式知识，线路阻抗（分别为电压或电流）；输出：电压或电流。

        场源包含平面波（PlaneWaves）、远场源（Farfield Sources）、近场源（ Nearfield Sources）。连接器信号完整性仿真，基本上用不到场源，这里就不做详细介绍。

        连接器信号完整性仿真主要用到的激励源为波导端口（Waveguide ports），其次为离散端口（Discrete ports）。下面就详细介绍波导端口与离散端口的设置方法。

       一 波导端口（Waveguide ports）

        波导端口是一种特殊的边界条件，既可激励也可吸收能量。这种端口模拟连接到结构上的无限长波导。这种波导模式穿过模型结构传向边界平面。注意：波导端口激励的输入信号峰值功率被归一化为1W。

        波导端口的生成设置相对较复杂，且当参数设置不正确时，会影响仿真结果的准确性。这里不介绍所有场景下的波导导激励端口的设置生成，仅介绍与连接器仿真相关的波导端口的设置方法。

       1） 同轴连接器（Coaxial Connector） 波导端口设置及仿真  同轴连接器的波导端口（Coaxial Coaxial Waveguides）设置较为简单。下面以一个实例来演示如何设置同轴连接器的波导端口，下面是同轴连接器的图片：

       同轴连接器的输入端口与输出端口都是由有同一绘制轴线的回转体构成。从左边的导航树可以看出，示例中的同轴连接器由Solid1、Solid2、Solid4、Solid6、Solid7构成。其剖面图及各部分材料如下：

 波导端口的四周默认的边界条件是理想导体边界，对于同轴连接器及同轴线缆这类横截面闭合周围都是导体的器件，波导端口定义在其端部横截面（端面）上即可。同轴连接器仿真缺省背景是PEC。波导端口的设置方法如下：按键盘F键，鼠标左键双击Solid7的端面，选中端面，如下：

按鼠标右键，点击弹出菜单中的"Waveguide ports..."

 弹出Waveguide Port对话框，同时生成一个边框与Solid7外缘相切的波导端口1，

 点击对话框中的“OK”按钮，完成波导端口1的设置生成。用同样的方法可以设置生成port2，如下：

下面来完成仿真操作，看下仿真完成后的Mode。下面设置边界条件，如下：

 设置对称，如下：

 点击Setup Solver

 在弹出对话框中，点击S-paramter List按钮

 在弹出对话框中设置对称S参数，如下：

点击OK完成设置，会到先前对话框，点击Start，开始仿真。

 仿真完成后，可以看到仿真完成后的S参数如下：

在2D/3D Results 的Port Modes 下可以看到Port1的Mode，可以看到连接器在5GHz时的特性阻抗为49.5559欧。

      2). 多Pin圆形连接器的波导端口（多Pin波导端口）设置及仿真  下图是一款工业连接器的插座的图片

 下图示工业连接器插头图片

 公母对插在一起，如下图片示：

 下面讲解如何设置波导端口，并仿真。

        简化模型  为减少分析时间，将模型简化一下：1）。去除Plug的与信号传导无关外围结构零件。公母端子是焊线端子，其焊杯部分存在不均匀截面，不便于设置波导端口，去除焊杯，并将端子调整到与外壳一样长，再去掉外壳外面的螺纹。调整后如下：

 将其转出为STP格式，以便导入CST。

  新建Project 新建一个连接器仿真Project，选择“Multipin-shielded Connector”。

 导入3D Files

 导入模型如下图示：

 载入与新增材料 外壳材料为铝可直接从材料库中载入、绝缘体部分为橡胶也可从材料库载入。端子主体材料为C2680、母端子中的弹片为C7025，都需要新建。载入与新建后材料如下：

设置材料  分别将插头、插座的外壳设置为铝，端子主体设置为C2680，母端子弹片设置为C7025，绝缘体设置为橡胶。完成材料设置的模型如下：

 设置波导端口  按键盘F键，选中插头4个端子端面

 按鼠标右键，在弹出菜单中，点击“Waveguide Ports...”，弹出如下对话框：

 在弹出Waveguide Port对话框中，完成如土输入，使port边框覆盖端部截面，输入勾选“Multipin port”，点击“Define Pins...”按钮。

 点击“Add”按钮， 在弹出对话框中，点击“OK” 按钮

点击左上方端子端面，完成后，如下：

 点击对话框中“Add”按钮，在弹出对话框中选中Negative，点击“OK”

 点击选中左下方端子端面，完成一个差分对设置

 点击“Add”按钮，在弹出对话框中，将Set number设置为2

 点击“OK”按钮，屏幕出现选择屏幕或棱边提示

 选中右上方端子端面，结果如下：

 点击对话框中“Add”按钮，在弹出对话框中，将set number设置为3，点击“OK”按钮

 选中右下方端子端面，结果如下图： 

 点击对话框中“Close”按钮。回到Waveguide Port对话框。

 点击“OK”按钮，关闭对话框。可看到设置完成后的端口如下图示：

 用同样的方法设置插座端的波导端口，设置完成后如下图：

 设置背景 将背景设置为空气。

  设置边界 条件 设置为电边界，如下：

设置网格参数 

 

开始仿真  点击Setup Solver

 在弹出对话框中点击“Start”按钮，开始仿真解算。

仿真完成后可看到S参数，如下：

 S参数是不是与单独设置波导端口有些相似？

再看下Port Mode，在2D/3D Results下可以看到Port Mode，如下：

 可以看到Port1下有e1/h1、e2/h2、e3/h3,因为Port1下定义了3个端口。点击e1可以看到：

 port1内的差分对的特性阻抗月为90欧。

点击e2，可看到port1下的port2的Mode：

 点击e2，可看到port1下的port2的Mode：

 多Pin波导还可用于多芯线缆仿真。

       由于波导端口比较复杂，其内容较多，本篇博文就只讲解同轴波导与多Pin波导及其设置方法。剩下部分将在下篇博文中讲解。

      本文同轴连接器仿真示例文档，已上传到CSDN，如需对照练习，可去下载，连接为：同轴连机器仿真示例文档（包含仿真结果）

       本文多Pin波导设置之工业连接器信号完整性仿真示例文档，已上传到CSDN，如需要对照练习可去下载，链接为：多Pin波导端口设置及工业连接器仿真示例文档