在电磁仿真(包括 CST 中),PEC 和 FR4 是两种完全不同的材料类型,主要区别如下:
材料性质:
- PEC(Perfect Electric Conductor,理想电导体):
- 是一种理论上的理想材料,电导率无穷大
- 表面电场垂直分量为零,磁场切向分量为零
- 电磁波无法穿透,会发生全反射
- 没有损耗,不会吸收电磁波能量
- FR4:
- 是实际使用的玻璃纤维环氧树脂复合材料
- 是一种电介质(绝缘体),具有一定的介电常数(通常 εr≈4.2-4.5)
- 存在损耗角正切(tanδ≈0.02-0.04),会吸收部分电磁能量
- 电磁波可以穿透并在其中传播
- PEC(Perfect Electric Conductor,理想电导体):
在天线仿真中的应用:
- PEC:通常用于模拟天线的金属辐射体(如倒 F 天线的辐射臂、接地平面等),因为实际金属(如铜、铝)在射频频段可近似为理想导体
- FR4:常用作天线的基板材料,特别是在印刷电路板(PCB)天线设计中,作为金属辐射体的支撑介质
仿真中的设置:
- PEC 在 CST 中是预设材料,无需设置额外参数
- FR4 需要设置介电常数和损耗角正切等参数,这些参数可能随频率变化
在倒 F 天线仿真中,通常的做法是用 PEC 构建天线的金属结构(辐射片、短路柱、接地平面),用 FR4 作为这些金属结构的支撑基板,这样能更真实地模拟实际天线的工作状态。