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1、FEKO 应用 13：隐身仿真应用系列内容：复杂材料棱柱体单站 RCS一、模型描述1.1 模型描述：图 1a：复杂材料棱柱体-全模型示意图图 1b：参考文献三棱柱模型尺寸：高度：H=1 个波长边长：L=1 个波长顶角角度：Angle=40 度材料分界位置位于三角形的重心材料属性：PEC Diel_1 复数介电常数：4 j 0.3复数磁导率：1.2 j 0.6Diel_2 复数介电常数：1.4 j 0.71.2 计算方法描述：工作频率 8.0 GHz 时，分别采用 MoM+SEP、MoM+VEP 和 FEM 方法；1.3 计算项目：计算该目标体的单站 RCS;垂直极化（VV）图 1c：极化方式-
2、垂直极化 VV（右图）二、主要流程：启动 CadFEKO，新建一个工程： composed_PEC_Mag_Diel_Prism_monoRCS_mom.cfx，在以下的各个操作过程中，可以即时保存做过的任何修正。2.1：定义变量：在 CadFEKO 中左侧的树型浏览器中双击 “Variables”节点，依次定义如下变量：工作频率：freq=8.0e9工作波长：lam0 = c0/freq顶角角度：angle=40材料 1 复数介电常数- 实部：epsr1_r=4材料 1 复数介电常数- 虚部：epsr1_i=0.3材料 1 复数相对磁导率- 实部：ur1_r=1.2材料 1 复数介电常数-
3、虚部：ur1_i=0.6材料 1 介质损耗正切：tan1_d=epsr1_i/epsr1_r材料 1 磁损耗正切：tan1_u=ur1_i/ur1_r材料 2 复数介电常数- 实部：epsr2_r=1.4材料 2 复数介电常数- 虚部：epsr2_i=0.7材料 2 介质损耗正切：tan2_d=epsr2_i/epsr2_rv图 2：变量定义2.2：定义材料在树型浏览器中，双击“Media”节点，弹出“Create dielectric medium”对话框：在“Dielectric modelling”标签中:Relative permittivity: epsr1_rDielectric
4、loss tangent: tan1_d在“Magnetic modeling”标签中：Definition method: Frequency independentRelative permeability: ur1_rMagnetic loss tangent: tan1_uLabel：diel_1点击“Add”;图 3：定义介质材料 diel_1在“Dielectric modelling”标签中:Relative permittivity: epsr2_rDielectric loss tangent: tan2_d在“Magnetic modeling”标签中：Definition
5、 method: Non magneticLabel：diel_2点击“Create ”;图 4：定义介质材料 diel_22.3：定义几个关键点（Named points）在左侧树型浏览器中，选中“Definitions”节点，点击鼠标右键，选择“Add point”，弹出“Add Point”对话框：Name: p1X: lam * sin(angle*pi/180/2)Y: 0Z: 0点击“Create ”；Name: p2X:0 Y: lam * cos(angle*pi/180/2)Z: 0Name: p3把光标定在 Point 区域，按住键盘的 Ctrl+shift 键不放，点击已
6、经定义的 p1 点，然后把X 的值改成负值：X: -p1.xY: p1.yZ: p1.z点击“Create ”图 5：定义三个关键点 p1,p2,p32.4：模型建立：模型建立：点击菜单“Construct” ，选择“Line” ，弹出“Create line”对话框：在“Geometry”标签：把光标定在“Start point”区域，按住键盘的“Ctrl+Shift”键不放，鼠标点击 p1关键点，光标自动下移到“End point”区域，鼠标点击 p2 关键点；Label：Line1点击“Add”图 6：定义关键点 p1 与 p2 直线把光标定在“Start point”区域，按住键盘的“
7、Ctrl+Shift ”键不放，在 3D 视图中，鼠标点击圆心位置（会自动拾取到原心坐标值） ，光标自动下移到“End point”区域，鼠标点击 p2 关键点；Label：Line2点击“Add”图 7：定义关键点原点与 p2 直线把光标定在“Start point”区域，按住键盘的“Ctrl+Shift”键不放，在 3D 视图中，鼠标点击 Line1 线段的中点坐标值，光标自动下移到“End point”区域，鼠标点击 p3 关键点；Label：Line3点击“Create”图 8：定义 Line1 的中点与 p3 直线在左侧树型浏览器中，展开“Geometry ”节点，选中新生成模型中的
8、 “Line2”和“Line3”，点击鼠标右键，选择 “Apply-Union”，新生成的模型名称为“Union1” 。在左侧树型浏览器中，选中“Definitions”节点，点击鼠标右键，选择“Add point”，弹出“Add Point”对话框：Name: p4把光标定在“Point”区域，同时按住键盘的“Ctrl+Shift”键盘不放，鼠标点击 Line2与 Line3 的交点坐标值；点击“Create ”；图 9：关键点 P4在左侧树型浏览器中，展开“Geometry ”节点中，同时选中所有的模型： Line1，Line2和 Line3，点击鼠标右键，选择 “delete”，删除所有
9、已定义的线模型；进入“Construct”菜单，点击“Polygon” ，弹出“Create polygon”对话框：把光标定在“Corner1 ”区域；同时按住键盘的“Ctrl+shift”键不放，依次点击P1,p4,p2；Label：Polygon1；点击“Add” ；图 10：创建多边形面 Polygon1把光标定在“Corner1 ”区域，同时按住键盘的“Ctrl+shift”键不放，依次点击P1,p3,p4；Label：Polygon2；点击“Add” ；图 11：创建多边形面 Polygon2把光标定在“Corner1 ”区域，同时按住键盘的“Ctrl+shift”键不放，依次点击
10、P3,p2,p4；Label：Polygon3；点击“Create” ；图 12：创建多边形面 Polygon3在左侧树型浏览器中，展开“Geometry ”节点，同时选择已创建的所有模型“Polygon1”， “Polygon2”， “Polygon3”，点击鼠标右键，选择“Apply-Union” ，把新生成的模型更名为“base_face ”；选中模型“base_face ”，点击鼠标右键，选择“Apply-Sweep” ，弹出“Sweep geometry”对话框：From: (U:0.0; V:0.0; N:0.0)To: (U:0.0; V:0.0; N: lam)点击“Creat
11、e” ；把新生成的模型更名为 prism；图 13：把面 base_face 法向拉伸成体选中模型“prism” ，点击鼠标右键，选择“Transform-Translate” ，弹出“Translate ”对话框：From: (U: 0; V: p4.y; N:0)To: (U: 0; V: 0; N: -lam/2)点击“OK ”。图 14：把模型 prism 平移选中模型“prism” ，点击鼠标右键，选择“Transform-Rotate” ，弹出“Rotate”对话框：Origin: (U: 0; V: 0.0; N:0.0)Axis direction : (U: 0; V: 0;
12、 N: 1)Angle degrees：90点击“OK ”。图 15：把模型 prism 绕 Z 轴旋转 90 度2.5：为模型赋材料属性：在 3D 视图中，点选图 16 所示的体，点击鼠标右键，选择“Properties” ，弹出“Region properties”对话框：Region medium:Medium: diel_1点击“OK ”按钮图 16：为左图中的黄色体部分赋材料 diel_1在 3D 视图中，点选图 17 所示的体，点击鼠标右键，选择“Properties” ，弹出“Region properties”对话框：Region medium:Medium: diel_2点击
13、“OK ”按钮图 17：为左图中的黄色体部分赋材料 diel_22.6：电参数设置：在左侧树型浏览器中，由“Construct”切换到“Configuration”：工作频率设置：展开“Global ”，双击“Frequency ”，弹出“Solution frequency”对话框：选择：Single frequency;Frequency (Hz): freq点击 OK激励设置：在“Global”中，选中“Sources”点击鼠标右键选择“Plane Wave”，弹出“Add plane Wave excitation”对话框：选择：Loop over multiple direction
14、Start: (Theta: 90, Phi: 0.0)End：(Theta: 90, Phi: 360.0)Increment: (Theta: 0.0; Phi: 1)Polarisation angle(degrees): 0.0Polarisation: LinearLabel: PlaneWave_VV点击 “Create”按钮图 18：定义入射平面波求解设置：在“Configuration specific”中，选中“Requests”点击鼠标右键选择“Far fields”，弹出“Request far fields”对话框：修正选择：Calculate fields in pl
15、ane wave incident directionLabel：ff_scattering点击“Create ”。 图 19：远场方向图求解设置2.7：网格划分：点击菜单“Mesh-Create mesh”弹出“Create mesh”对话框，设置如下：网格剖分方法 Mesh size : Custom三角形单元尺寸：Triangles edge length: lam/10点击：Mesh 按钮生成网格。图 20：定义网格划分2.8：提交计算：进入菜单“Solve/Run” ，点击“FEKO Solver”，提交计算。可以选择并行模式（有指导老师演示如何设置并行） 。2.9：后处理显示结果：
16、计算完成之后，点击“Solve/Run”菜单中的“PostFEKO” ，启动后处理模块 PostFEKO显示结果。显示 3D 结果：在“Home”菜单中，点击“ Far field-ff_scattering”，在右侧控制面板中，勾选： dB； 图 21:3D 单站 RCS 显示显示 2D 结果：在“Home”菜单，点击“Cartesian” ，进入直角坐标系，点击“Far field-ff_scattering”，会在直角坐标系中直接显示 theta=0 度极化平面上的 2D 单站 RCS，在右侧控制面板中：可以看到并修改为：勾选：dB图 22：垂直极化单站 RCS进入“Home”菜单，点击“ Save project”，保存计算结果文件为：“composed_PEC_Mag_Diel_Prism_mo
