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1、FEKO应用12:隐身仿真应用系列内容:带缝金属球锥体单站RCS一、模型描述1.1 模型描述:图1a:带缝隙球锥体-全模型示意图1.2 计算方法描述:工作频率3GHzM,分别采用MoM+对称和MLFMMT法由于采用多层快速多极子方法,满足金属封闭体,所以可以采用CFIE方法。水平极化状态下,分别采用MoM+对称与高阶矩量法;1.3 计算项目:计算该金属目标体的单站RCS;垂直极化(VM与水平极化(HH图1b:极化方式-水平极化HH(左图)与垂直极化VV(右图)二、主要流程:启动CadFEKO,新建一个工程:cone_sphere_gap_vv_3GHz_mom.cfx在以下的各个操作过程中,可
2、以即时保存做过的任何修正。2.1 :定义变量:在CadFEK砥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=3e9长度缩放系数:in2m=0.0254工作波长:lam0=c0/freq圆锥体长度:cone_length=23.821*in2m缝隙长度:gap_length=0.25*in2m缝隙半径:gap_radius=2.697*in2m球体部分半径:sphere_radius=2.947*in2m网格剖分尺寸:mesh=lam0/10ConstructConfi时Mion工ta专*Dfihi-VuricO=contlength_23in2*piO
3、C,aS4l8781T6-l2frq-39(4p_l*ncth=0.25*in2m卬ndms=2897*in2i而=0.02541 wO-cQ*q=laaO/10uO=pi*4*Tpi=3141592653弼T932湖6wplk*r*_ra&iu5=2,947*in2mzfO=sqrI(*uD/epsO)图2:变量定义2.2 :定义相对工作坐标系在树型浏览器中,双击“Workplanes”节点,或直接按键盘的F9键,弹出“Createworkplane”对话框:修改Uvector为:(X:0.0;Y:0.0;Z:-1)Label:workplane1点击“Create”。Create work
4、ploncS3OriginxiQ出C14EVLdbsl iYurkplaj_b:l图3:定义工作平面workplanel在左侧树型浏览器中,展开“Workplanes”节点,可以看到已经定义的“workplanel”,选中“WOrkplanel”点击鼠标右键,点击“SetasdefaultForlmlin*!,”际Lw”61加。XTGlobalX工IZaR*d*iXitiCneonetry盹FRt&hlhtF2Copy(d-ulxct)Ctrl+KPrfir图4:设定workplanel为默认工作坐标系2.3 :模型建立:模型建立:点击菜单“Construct,选择“Cone弹出“Create
5、Cong对话框:BaseCentre(B):U:0.0,V:0.0,N:0.0Baseradius(Rb):sphere_radiusHeight(H):-cone_lengthTopradius(Rt):0Label:Cone1点击“Create图5:定义圆锥体部分点击菜单Construct ,选择 “Cylinder3,弹出 “CreateCylinder ” 对话框:在 “ Geometry” 标签:Base Centre(B) : U:0.0, V: 0.0, N: 0.0Radius(R): gap_radiusHeight(H): gap_lengthLabel: Cyliner1
6、点击 “ Create ”Ccbri*tJue I T. Cone图6:定义圆柱体部分PlanesStrLetiixi”,弹出 “ Create点击菜单“Construct,选择“SphereSphere”对话框:在“Geometry”标签:BaseCentre(B):U:0.0,V:0.0,N:gap_lengthRadius(R):sphere_radiusLabel:Spherel点击 “ CreateCreme trr才叮皿她士Htir i f径,hid*V DOV D.DI g* J ntrh.D: mensL wsspktrr itdius匚T,* 七4kii |C1-E4E面瓦图
7、7:定义球体部分在左侧树型浏览器的“Geometry”节点中,选中新建的“Sphere/体模型,点击鼠标右键,选择“Apply-Split”,弹出“Split”对话框:修正Origin:(U:0.0;V:0.0;N:gap_length)Plane:UV点击按钮“Create”;模型“Sphere/被分割成了两部分为“Split_back1”和“Split_front1”选中“Split_back1(确认删除的为与圆锥和圆柱重叠的部分),点击键盘的“Del”键,删除该模型;选中“Split_front1,点击键盘的功能键F2,把该模型更名为“Spherel”;图8:切割球体在左侧树型浏览器中,
8、展开“Geometry”节点,选中新生成的所有模型“Cone1,Cylinder,“Sphere/,点击鼠标右键,选择“Apply-Union”,把新生成的模型更名为“cone_sphere_with_gap选中该模型,点击鼠标右键,选择“Apply-Simplify,弹出“Simplifygeometry”对话框,采用默认设置,点击“Create”;(目的是为了删除球体与圆柱以及圆柱与圆锥之间的两个冗余面-因为这两个面前后的Region区域材料相同)图9:删除冗余面-Simplify2.4 :设定对称:矩量法(MoM支持电对称、磁又t称,点击菜单“Solve/Run”中的“Symmetry”
9、图标按钮,弹出“Symmetrydefinition”对话框:X=0plane:NosymmetryY=0plane:GeometrysymmetryZ=0plane:Electricsymmetry(Z=0平面垂直于入射平面波电场极化方向)点击“OK图10:定义对称面-几何对称、电对称2.5 :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“Solutionfrequency”对话框:选择:Singlefrequency;Frequency(Hz):freq点击OK激励设置:在
10、左侧树型浏览器中,展开“Workplanes”节点,选中“GlobalXY,点击鼠标右键,选择“SetasDefault在“Global”中,选中“Sources”点击鼠标右键选择“PlaneWavS,弹出“AddplaneWaveexcitation”对话框:选择:LoopovermultipledirectionStart:(Theta:90,Phi:-180.0)End:(Theta:90,Phi:0.0)Increment:(Theta:0.0;Phi:1)Polarisationangle(degrees):0.0Polarisation:LinearLabel:PlaneWave1
11、点击“Create”按钮图11:定义入射平面波求解设置:在Configurationspecific”中,选中Requests”点击鼠标右键选择“Farfields弹出“Requestfarfields”对话框:修正选择:CalculatefieldsinplanewaveincidentdirectionLabel:ff_scattering点击“CreateCRequestfarfioldsro&itionSfiojtAiyyd.|JCAlculat#fialistsspacafi(d0Calculate1ellsinplsubwaveinciadentd*rectionLabeltt_s
12、catting图12:远场方向图求解设置2.6 :网格划分:点击菜单“Mesh-Createmesh”弹出“Createmesh”对话框,设置如下:网格剖分方法Meshsize:Custom三角形单元尺寸:Trianglesedgelength:mesh点击:Mesh按钮生成网格。UCreatemtshwHekti社l&L国All。SileciiGlobalneshsizesClobaJLwirer.玉usVir34.firadiu=HeshStoresettinesCactl图13:定义网格划分2.7 :提交计算:进入菜单“Solve/Run,点击“FEKOSolver提交计算。可以选择并行
13、模式(有指导老师演示如何设置并行)。2.8 :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。显示3D结果:在“Hom3菜单中,点击“Farfield-ff_scattering”,在右侧控制面板中,勾选:dB;* 叫p,U Ir ,*#_,* 小工SImJv Cqfefi fivtlB 川3B Ti-w rviolliiffmr,ildj图14:3D单站RCSS示显示2D结果:在“Home菜单,点击“Cartesian ”,进入直角坐标系,点击“Farfield-ff_scattering工会在直角坐标系中直接显示t
14、heta=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:dBIr-h mlh,图15:垂直极化单站RCS进入“Hom3菜单,点击“Saveproject,保存计算结果文件为:cone_sphere_gap_vv_3GHz_mom.p偌。不要关闭Postfeko。2.9 :其他方法1(MLFMM+EF法):在CadFEKO点击起始菜单的“Saveas”按钮,另存为“cone_sphere_gap_vv_3GHz_MLFMM.cfX.2.9.1 求解方法设置:由于MLFMMT法不支持电对称、磁对称,所以原来设定的电对称不起作用。点击菜单:“Solve/Run”中的“Solversettings,弹出“SolverSettings”对话框:进入“MLFMM/AC南签勾选:Solvemodelwiththemultilevelfastmultipolemethod(MLFMM)点击“OK按钮。Soksdtirgg-igiil.IMH/ACAFBH|gTO|Mith飙gjMM|口01*30也u呻蚪lUbb|11tlddaiuiME=WDTifrisitmH乳rfittt&Jiiiltilsvil门工t总由4ovth*dULFTUj:gtilv*Eddi-l31LLlu:epiF.CT