提纲:
- 利用多求解项进行多端口天线方向图和隔离度计算
- 馈源的选择对方向图和隔离度的计算的影响
- 剖分尺寸对方向图和隔离度计算精度的影响
利用多求解项进行多端口天线方向图和隔离度计算
设置多求解配置(Multiple Configurations)
多天线系统或相控天线,经常需要进行波束扫描或多端口隔离度的计算,当然,你可以对每一角度的求解或每个单元的隔离,设置一个计算工程,来实现这个功能,但是这种做法无疑极大的增加的建模、计算设置、结果查看等的操作的时长,是一种非常低效的处理方式。
其实,在FEKO中,单一计算工程中可以设置多个求解配置,例如机载平台上有多个天线,且工作频段相似,可以设置多个求解配置计算每个天线的单独方向图;针对相控阵天线的波束扫描,可以同时设置多个求解项来配置每个角度的波束,也可以利用多求解项实现方向图和单元之间隔离度在一个计算工程中同时计算;目标单站RCS仿真,例如同时计算一个目标的俯仰切面、方位切面的RCS值。采用多求解配置可以减少填充矩阵的时间。
多天线布局与隔离度同时仿真设置方法:选择Configuration(求解项)右上角的加号,选择Standard configuration(标准求解)进行天线方向图、目标RCS等绝大部分场景的计算; 选择multiport S-parameter(多端口S参数)进行各端口之间隔离度的计算;选择Characterristic modes(特征模)可进行特征模分析,目前作者暂无使用场景,不在赘述。
case1:方向图计算
Configuration框图中增加StandardConfiguration,选中该配置,添加天线1端口激励,并设置需要计算的方向图。
添加天线1端口的激励
添加StandardConfiguration2,选中StandardConfiguration2,之后在Source点击右键,选择Specify sources per configuration,可以观察到Sources已经在Configration specific菜单下,此时可以单独配置天线2端口激励。不影响StandardConfiguration1的天线1端口的激励设置。
根据配置指定激励
定义天线2端口激励
添加StandardConfiguration2,配置天线3端口激励
直升机模型:支持多天线布局方向图与隔离度同时计算
添加StandardConfiguration4,设置平面波激励Theta=0°,Phi=0-360°,角度步进2°,仿真计算水平面RCS。
水平面单站RCS求解设置
添加StandardConfiguration5,设置平面波激励Theta=0-360°,Phi=90°,角度步进2°,仿真计算水平面RCS。
俯仰面单站RCS求解设置
case2:隔离度计算
仿真天线之间的隔离度,最为直接的方式是在求解配置中定义S-Parameters,Feko软件标准求解配置中,多个天线端口定义并添加激励后,软件会自动计算S11、S22、S33……Snn,但是不会输出Smn的互耦结果,因此需要单独定义S-Parameters。
天线耦合计算模型
Configurations点击+,添加Multiport S-parameter,弹出Request S-parameters对话框,点击Add port,添加需要计算的耦合度端口。勾选 Active下的选项:说明勾选一个端口Active,采用MLFMM求解时就会增加一次迭代,被勾选的端口将被定义为激励端口计算耦合参数,例如只勾选1端口Active,则只会计算S11,S21,S31……Sn1,因此需要确认具体计算作为激励的端口,以避免计算时间过长。点击Create完成S参数的耦合计算设置。
添加 Multiport S-parameter配置
添加计算的耦合的端口
如果该工程只是用于计算耦合参数,则可以把Standard Configuration删除,选中原始Standard Configuration点击右键,选择Delete。仅保留SParameter Configuration
完成S参数配置
POSTFeko中观察S参数
馈源的选择与设置对计算结果的影响
Gain与realised Gain
realised Gain与Gain的求解方式几乎一致,只是realised Gain考虑了端口匹配: