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1、FEKO 应用 16：天线罩透波内容：偶极子阵列天线（带反射板）+单层天线罩一、设计仿真流程二、模型描述工作频率：freq=8GHz天线：采用 91 个偶极子辐射单元+反射板天线振子长度：0.45*lam，极化方向在 X 方向天线阵列单元排布规律参见文件：antarrayLayOut.inc反射板离开辐射振子的距离为：0.25*lam反射板半径：R=110 mm天线罩：相对介电常数：epsr=2.23介质损耗正切：tand=0.015天线罩母线文件从 radome.cfx 文件中读入天线阵列的端口和激励的复制在 EditFEKO 中完成。三、主要流程：启动 CadFEKO，新建一个工程： an
2、tarray_with_Radome.cfx，在以下的各个操作过程中，可以即时保存做个的任何修正。3.1：定义长度单位：默认单位是 m点击菜单“Home”中的图标按钮 “Model unit”，在“Model unit”对话框中，选择mm；3.2：定义容器大小：默认单位是 5e+02点击菜单“Home”中的图标按钮 “Model Extents”，在“Geometry extents”对话框中，设置 Maximum coordinate 为 5E+03；3.3：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=8e9 工作
3、波长 lam=c0/freq/0.001介电常数 epsr=2.33 损耗正切 tand=0.015天线反射板半径： R=110 天线反射板离偶极子阵列的距离：offset=-lam/4天线罩网格剖分标准：radome_mesh=lam/3.53.4：定义材料：在 CadFEKO 中左侧的树型浏览器中选中 “Media”节点，点击鼠标右键，选择“Dielectric”，在弹出的“Dielectric medium properties”对话框中，定义相对介电常数（Relative permittivity）和介质损耗正切值（Dielectric loss tangent） ，名称定义为“rad
4、ome”：3.5：模型建立：天线模型：在“Construct”菜单中，点击“Line” ，弹出“Create line”对话框，定义线段的起始点坐标：Start Point (U: -lam*0.225, V: 0, N: 0.0), End point (U: lam*0.225, V:0.0, N:0.0)，Label: dipole，点击“Create ”。天线模型反射板：在“Construct”菜单中，点击“Ellipse” ，弹出“Create Ellipse”对话框，定义中心位置坐标：Centre Point (U: 0.0, V: 0.0 , N: offset), Radius
5、 (U)=r, Radius(V)=r， Label: ref，点击“Create ”。天线罩模型：在“Home”菜单中，点击 “Import-CadFEKO model （*.cfx） ”，选择自带的“radome.cfx ”文件，在弹出的“Import CADFEKO model”对话框中，按照如下选项设置，点击 OK。完成导入之后，可以发现在左侧树型浏览器的“Model-Geometry”中有“radome_base”、 “radome_inner”、 “radome_outer”，同时选中这三个模型，点击鼠标右键，选择“Apply-Union” ，新生成的模型为“Union1 ”；选中
6、新模型“Union1” ，点击鼠标右键“Apply-Spin” ，在弹出的“Spin”对话框中，按照下图进行设置：旋转中心 Origin：(U:0.0, V:0.0, N:0.0), 旋转轴 Axis direction (U:0.0, V:0.0, N:1.0), 旋转角 Angledegrees:360；点击“Create ”，把新生成的模型“Spin1 ”更名为“radome ”： 天线罩模型材料设置：在左侧树型浏览器的“Geometry ”中，选中 Radome，在详细树型浏览器中，展开其“Regions” ，选择“Region?free space”，点击鼠标右键选择“Propert
7、ies”，在弹出的“Region properties”对话框中，设置 Region medium 为“radome ”；在“Region properties”对话框中，进入 “Meshing”标签:勾选：Local mesh sizeMesh size: radome_mesh点击：OK3.6：天线端口设置：在左侧树型浏览器的“Model-Geometry”中选择“dipole” ，在其“details”树浏览器中展开“Wires ”节点，选择“Wire1 ”，点击鼠标右键选择 “Create port-Wire port”，在弹出的对话框“Create wire port”中，把“Loc
8、ation on wire”设置为“Middle ”，Label： Port1，点击“Create” 。3.7：电参数与求解设置：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“Voltage Source”，弹出“Add voltage source”对话框，采用默认设置，点击“
9、Create” 。辐射远场设置：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：点击“3D pattern”，修正步长“Increment”中 Theta 的值为 2，Label：ff3D，点击Add；点击“Vertical cut (UN plane)”按钮，修正步长“Increment”中 Theta 的值为1， label：ffXOZ，点击“Create ”。求解方法设置：点击“Solve/Run”菜单，弹出“Solver settings”对话框，进入“MLFMM
10、/ACA”标签，选择“Solve model with the multilevel fast multipole method (MLFMM)”;为了降低内存，加速收敛，可以修正 MLFMM 的预调件（默认预调件是 SuperLU-8193，可以修正为 SPAI-8192）和迭代残差（0.009 的计算精度足够，默认值是 0.003） ，在这里我们设置为 0.01：在“Solver settings”对话框中，进入“Preconditioner”标签，设置如下：Stopping criterion for residuum: 0.01Preconditioner: Sparse approx
11、imate inverse (SPAI) (8192) 3.8：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 * 采用自定义方式三角形面元棱边长度 Triangle edge length: lam/6线段剖分单元长度 Wire segment length: lam/15线段剖分单元半径：Wire segment radius: lam/90点击：Mesh 生成网格。3.9：阵列的生成：由于阵列的单元（93 个）比较多，在 CadFEKO 中为每个单元设定端口和激励效率相对比较低，由于
12、阵列的单元尺寸是相同的，所以可以在 EditFEKO 中通过循环来快速生成阵列，并完成对端口激励信号的快速定义。为了保住 CadFEKO 与 EditFEKO 设置的一致性，我们在进入到 EditFEKO 界面的时候，可以锁定 CadFEKO 中的求解设置，操作如下：在 CadFEKO 中，先保存工程文件，点击菜单 “Solve/Run”中的“EDITFEKO”按钮，启动 EditFEKO，弹出“Disable CadFEKO Solution configuration?”对话框，如下，点击“Yes”即可进入 EditFEKO 界面。每一个工程文件都会对应一个脚本文件（后缀为.pre） ，该
13、工程自动生成的脚本如下，可以发现在该脚本中包含了：计算方法、材料设置、求解设置、激励、计算远场等全面信息，接下来我们需要在“IN ”函数下边写循环生成天线阵列，采用的 TG 函数（来复制、平移、旋转天线单元） ，在 Sources 部分，写循环来对端口进行信号加载。把下边的脚本（或者从附带的脚本文件 arrayGeneration.txt 中复制）复制到“IN”函数的下边：* Generate the array!for #i=1 to 92#x=fileread(arrayLayOut.inc,#i+2,1)#y=fileread(arrayLayOut.inc,#i+2,2)#z=file
14、read(arrayLayOut.inc,#i+2,3)TG: 1 : dipole.wire1 : dipole.wire1 : #i : 2 : : : : #x : #y : #zTG: 1 : dipole.wire1.port1 : dipole.wire1.port1 : #i: 2 : : : : #x : #y : #z!next复制之后，EditFEKO 中的脚本如下：说明：函数 fileread（）实现从某文件中（如： “arrayLayOut.inc”）读取某行、某列的数值， #x=fileread(“arrayLayOut.inc”,#i+2,1)是从文件 “array
15、Layout.inc”中读取第 i+2 行、 1列的数据赋给 x 变量；在 EditFEKO，保存修改。把光标定在“Sources”下边，把 A1 一行注释掉，即：在 A1 前边添加“*” ，把下边的脚本复制到 A1 一行的下边（或者从附带的脚本文件 arraySource.txt 中复制） 。* Sources!for #i=1 to 93!if #i=1 thenA1: 0 : dipole.Wire1.Port#i : 0 : : : 1 : 0 * VoltageSource1!elseA1: 1 : dipole.Wire1.Port#i : 0 : : : 1 : 0 * Volt
16、ageSource#i!endif!next修改后的 EditFEKO 脚本如下：在 EditFEKO 中保存做过的修改，点击“Solve/Run”菜单中的“PreFEKO” ，检查有无错误，无误之后，可以点击“Solve/Run”中的“FEKO Solver”来提交计算。 （也可以关闭EditFEKO，在 CadFEKO 中提交计算，效果是一样的） ，在这里我们采用在 CadFEKO 中提交计算。3.10：后处理显示结果：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。在 PostFEKO 中，启动之后默认显示是 3D 视图方式，点击“Far Field”按钮选择“ff3D”显示 3D 辐射方向图，在右侧面板中，勾选 dB。显示 2D 结果：点击“Home”
