FEKO 5.3 示例入门
(中文版)
2008.03
贡献者:小坏羊,webhugo,流浪的老兵,jimliu12,版主,majorxiao
非常感谢各位热心支持的朋友
统稿:majorxiao
来自RFEDA论坛FEKO版
1
FEKO 5.3 Examples Guide 翻译
示例索引
FEKO 5.3 示例入门 ...............................................................................................................................1
1.偶极子天线示例.......................................................................................................................3
2 位于立方体前方的偶极子.........................................................................................................5
3 薄介质片的 RCS 计算 ...............................................................................................................8
4 介质球的 RCS 和近场计算 .....................................................................................................10
5 有限电导率球体的屏蔽因子...................................................................................................12
6 用 MoM/FEM 混合方法分析肌肉组织电磁照射 ..................................................................14
7 有限地平面上的单极子天线...................................................................................................17
8 实平面上的八木天线(Yagi-Uda) .......................................................................................20
9 八木-宇田天线的结构优化...................................................................................................22
10 微带贴片天线.........................................................................................................................25
11 利用微带馈电的密耦合贴片天线.........................................................................................29
12 有限大地的介质谐振器天线.................................................................................................31
13 一个交叉的偶极子天线..........................................................................................................34
14 喇叭天线的不同馈电方式.....................................................................................................37
15 微带滤波器.............................................................................................................................41
16 先使用 UTD 方法再使用 PO 来模拟一个平板前的偶极子................................................44
17 利用介质几何光学法分析一种透镜天线.............................................................................47
18 计算屏蔽电缆的场耦合.........................................................................................................50
19 磁场探测器.............................................................................................................................52
20 阶跃波导截面上的 S 参数耦合。.........................................................................................54
21.用多层快速多极子求解电大模型.......................................................................................58
22 电大目标上的天线耦合.........................................................................................................61
23 天线耦合计算使用理想接收天线.........................................................................................64
25. 使用一个无源网络去匹配偶极子........................................................................................77
26 一个 TIMEFEKO 的范例 ......................................................................................................82
2
FEKO 示例入门(中文译稿)
1.偶极子天线示例
关键字:偶极子,辐射方向图,远场,输入阻抗
本例演示了一个简单半波偶极子的辐射方向图和输入阻抗的计算过程,如图 1.1 所示。波
长λ为 4m(对应频率约 75MHz),天线长度为 2 米,导线半径为 2 毫米。
图 1-1 CADFEKO 中,加了电压源激励并设置了远场求解的偶极子天线模型
的三维视图显示
1.1 偶极子天线
建立模型
建立模型的步骤如下:
1) 定义一个变量:lambda=4
2) 沿 z 轴建立一个长为 lambda/2 的线段
3) 在线段中间定义一个线端口
4) 在线端口上加上电压源激励
5) 设置频率为 c0/lambda
设置求解项
求解项:
6) 建立一个垂直面内的远场求解.(-180◦ ≤θ≤180◦ ,withφ=0◦ )
网格信息
7) 面单元边长(Edge length):此例不需要,默认即可
来自RFEDA论坛FEKO版
3
FEKO 5.3 Examples Guide 翻译 本例由 majorxiao 翻译
8) 线单元长度(Segment length): lambda/20
9) 线单元半径(Wire segment radius):2e-3
结果
计算得到的极坐标远场增益方向图如图 1-2 所示,单位为 dB。
图 1-2:在 POSTFEKO 中的求解远场增益方向图极坐标显示[dB]
阻抗可以在源的阻抗图中看到,但由于这里只有一个频率点计算出来,还是在*.out 文件中
看到统计信息跟方便。OUT 文件可以在 POSTFEKO 中的*.out 文件查看器中看到,或者用其他
任何的文本文件查看器查看。一个实例如下:
同样的,如果该计算是在一个频率范围内进行的,那么,在 POSTFEKO 中,阻抗可以针
对频率在一个表达激励源的数据图上绘制出来(点击 Add a source data graph 图标即可)
4
FEKO 示例入门(中文译稿)
2 位于立方体前方的偶极子
关键字:偶极子,PEC,金属,损耗,介质
一个半波偶极子置于距一个立方体四分之三个波长处,演示了整个计算辐射方向图及考虑
立方体附近辐射影响的过程。本例中模拟了三个不同的立方体。第一个立方体是 PEC(完全电
导体),第二个是有限电导率的金属立方体,第三个是介质材料组成的实体立方体。
第二个和第三个模型是第一个模型的扩展。所有的例子都要逐步建立。
图 2-1:偶极子与金属立方体模型的三维视图
2.1 偶极子和 PEC 立方体
建模
建立模型的步骤如下:
1) 定义变量:lambda=4
2) 建立一个立方体。边长为 lambda/2。默认的立方体将是 PEC。
3) 建立一条长为 lambda/2 的线段。线段位于离立方体 3/4 个波长的地方。
4) 在线段中间加一个端口(port)。
5) 在端口(port)上加一个电压源(voltage source)
6) 设置频率为 c0/lambda
设置求解
求解项有:
7) 水平面内辐射方向图切面图以便查看由于立方体的存在造成的偶极子辐射方向图的变
来自RFEDA论坛FEKO版
5
FEKO 5.3 Examples Guide 翻译 本例由 majorxiao 翻译
形情况。((0◦≤φ≤360◦) ,θ=90◦)
网格信息
8) 面单元边长(Edge length):lambda/8
9) 线单元边长(Segment length):lambda/20
10) 线单元半径:2e-3
2.2 偶极子和有损金属立方体
求解设置和网格设置与 2.1 同。
第一个模型上的扩展
顺序执行下面的步骤,以完成对前面模型的扩展:
11) 建立一种名为 lossy_metal 的金属材质。设置电导率为 1e2。
12) 将立方体内的区域(region)设置为自由空间(free space)。
13) 在 CADFEKO 中的细节树种,选择所有立方体所有的面,设置金属塑性。
2.3 偶极子和介质立方体
求解设置与前面模型相同。
扩展模型
顺序执行以下步骤,完成对模型的扩展:
14) 新建一种名为 die1 的介质材料,设置相对介电常数为 2.
15) 设置立方体的区域为 die1.
16) 设置所有的立方体面属性为 default 默认。
17) 删除 lossy_metal 金属材料
网格信息
18) 面单元边长:((0◦≤φ≤360◦) with θ=90◦)
19) 线单元边长:lambda/20
20) 线单元半径:2e-3
2.4 结果比较
三个模型计算得到的增益方向图(dB 表示)示于图 2-2 的极坐标图中。我们可以很清楚的
看到 PEC 立方体和有损金属立方体的散射影响,并且 PEC 立方体和有损金属立方体基本上没
什么差别。
我们同样看到,介质立方体的结果完全不同,事实上,在立方体方向,其增加了增益。
6
FEKO 示例入门(中文译稿)
图 2-2 远场增益图比较
来自RFEDA论坛FEKO版
7
FEKO 5.3 Examples Guide 翻译 本例由 majorxiao 翻译
3 薄介质片的 RCS 计算
关键字:RCS,薄介质片(TDS),平面波
电薄介质板,用薄介质片近似模型建模,被平面入射波照射,计算 100MHz 下其雷达散射
截面(RCS)。
图 3-1 薄介质片被平面波照射的三维再现图
3.1 介质球
建模
建模过程如下:
1) 建立变量 lambda d = c0/100e6/sqrt(7)(此处波长为介质内波长)
2) 建立名为 substrate 的介质,相对介电常数为 7,损耗因子为 0.03
3) 建立只含有一层介质的分层介质模型,命名为 thin_dielsheet,选择 substrate 为层,厚
度为 0.004
4) 在 xy 平面内建立一块以原点为中心的矩形平板,长度(x 轴)是 2 米,宽度为 1 米
5) 设置面属性为名为 thin_dielsheet 的 Thin Dielectric Sheet
6) 在θ=20◦ ,φ=50◦.方向设置一个平面波激励,极化角设置为 60 度。
7) 频率设置为 100e6
求解设置
求解项:
8) 设置一个垂直面内的远场方向图求解(-180◦≤θ≤180◦, with φ=0◦)
网格信息
9) 面单元边长: lambda d/8.
10) 线单元长度: 不可用,保持默认
11) 线单元半径: 不可用,保持默认
8