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1、毕业论文外文翻译原文题目：Creating an Efficient Simulation Model译文题目：创建一个高效的仿真模型在本章中，我们描述的数值模拟软件的总体结构实现一个高效的仿真模型，在不同的步骤。5.1数值模拟软件的总体结构数值模拟软件由三个主要部件预处理，求解和后处理，如图所示。 5.1。图5.1。数值模拟软件的主要组成部分前和后处理被纳入了一个交互式图形用户界面（GUI）。求解器启动，并从这个接口控制。虽然今天的用户可能会觉得只有一个软件，该司825创建一个高效的仿真模型软件分为三个主要部分组成，从逻辑和说教感观点。5.1.1预处理预处理器用于建立仿真模型，如图。 5.2
2、。图5.2。基本的仿真模型，包括天线的几何尺寸，材料性能，港口，边界条件，为近场录音盒我们在下面的列表给出一个简短的概述，在处理的任务在模型生成的过程。每个项目的解释在随后的章节中更多的细节。一般定义：在这个阶段，不同层次或组件定义组织的数据。此外，物理量的单位被选中，例如，长度以毫米为单位，在主频。几何对象的几何形状的定义。中有一般三种不同的方法，可以结合几何进入交互图形用户界面（GUI），几何导入数据从一个CAD文件，或描述的对象是由一个宏语言。材料性能：介电性能被分配到几何已在第一步为蓝本的对象。材料选择从数据库中预定义的常用材料或新材料是指通过指定的介质和磁学性质。激励：端口都定义为了
3、激发结构和评估基于电路。5.1一般结构的数值模拟软件边界条件：在不同的模拟量的外部边界各种边界条件适用于以代表自由空间，电场和磁场的墙壁或对称平面。啮合：离散成小分子结构与均匀材料的性能。该模型的离散化是至关重要的一步，因为它会影响所需的数值的努力和解决方案的准确性。仿真参数：定义额外的参数控制解决方案的过程中，例如，要使用一种求解，定义一个endcriterion时间步进算法，所需的精度，AR滤波，多激励，端口模式。5.1.2求解求解计算电磁问题的近似解预处理过程中产生的数据的基础上。该解决方案的过程是通常在一个所谓的日志文件记录，列出了重要的细节，并模拟的统计信息，例如：解决方案需要时间，
4、数量遇到未知数，内存的要求，以及警告和错误在解决方案的过程中。5.1.3后处理后处理器是用来评估的求解结果。结果可表中显示，一维，二维和三维图。端口的相关参数：输入阻抗等参数，散射从外地求解结果中提取参数，电压和电流。这些参数需要指定结构的行为当连接到电路或其他RF元件。可视化：不同的场分布（等高线和箭头图）近场数量显示。场分布的可视化到结构的工作方式，给用户的见解。这种理解可以帮助改善结构的性能，或帮助确定在该模型的错误。天线参数：天线参数，如辐射方向图，增益，方向性，半功率波束宽度，旁瓣抑制和辐射效率计算。其他参数：例如，评价特定吸收率（SAR）和EMC领域的优势，在一个指定的距离的相关数
5、据，如在比较EMC限制。5创建一个高效的仿真模型。5.2几何在建立仿真模型的第一步是一代三维结构，如天线或一个过滤器的形状。在最新的电磁建模软件中，通常有三种方式存在实现这一目标：通过图形用户界面（GUI）的互动建设，进口的CAD（计算机辅助设计）数据和通过宏语言对象的定义。5.2.1互动建设，通过图形用户界面（GUI）图形用户界面（GUI），可帮助用户创建交互式的他的模型几何。 GUI施工能力非常相似那些提供基本的电脑辅助设计（CAD）软件图5.3。简单三维物体一般建设开始与简单对象的定义。更多结合和操作简单的对象，可以产生复杂的对象。简单的对象，可分为一，二，三维形状。简单的一维对象包括直
6、线，多边形和样条段。简单的两维对象包括三角形，长方形，圆形，椭圆形和封闭的多边形。简单的三维对象包括盒，圆筒，锥体和球体（见图5.3）。根据软件更复杂的基本如环形，螺旋，螺旋，椭圆形，与债券线的形状。可以修改这些简单的对象，即，旋转，移动，镜像，复制，缩放或拉伸。此外，布尔运算，可应用于重叠的元素。图。 5.4影响减法，加法和路口显示。如果我们绘制两个重叠的像一个盒子和一个3D对象球体（图5.4A），我们从包装盒中减去球体形状是一个球形，作为在图中切出框。 54亿。布尔操作另外结合两图所示的对象。 5.4c。如果我们相交两个对象，我们得到一个对象框的共同部分组成和球体图所示。 5.4d。图5.
7、4。不同的布尔运算修改的对象：（一）重叠的方块和领域，（二）减法球体从框，（三）除了和（d）路口框和球旋转二维实体。图5.5显示了基本的概念。图。 5.5A12D脸是沿着一个矢量方向的挤压。图。 5.5（二）一个二维的脸被扭曲沿曲线图。 5.5c二维面是围绕一个轴旋转。这些操作都非常在强大的创建复杂的几何形状。一般可以控制输出其他选项，例如对象可以是锥形，即大小二维面有所不同，因为它沿传播的挤压载体（图5.5d）。有时GUI包括先进的功能，如对象的描述复杂的数学公式或边缘平滑（四舍五入）。虽然已经变得非常的几何形状的图形强大的几何应保持尽可能的简单。只有细节影响电磁行为应列入。圆边的结果865
8、创建一个高效的仿真模型。图5.5。从二维轮廓3D对象的创建在一个有吸引力的模型，但导致的细离散结构和从而增加了计算负担。5.2.2通过宏语言的对象定义在初期的EM模拟一个基于文本的模型的定义输入文件是共同使用。今天，这种模型的创建仍然是有用的如果许多类似的几何结构进行了分析。几何特征可以定义变量和被轻易改变。因此，基于文本输入文件是适合的参数研究和优化程序。最EM建模软件包，提供基于文本的宏语言模型的定义。5.2.3导入CAD（计算机辅助设计）数据在EM建模，设计和微波分析，我们可以区分组件。在后一种情况下，它可能会使用CAD数据的实际从生产过程中的微波元件。图5.6显示了作为一个5.2几何8
9、7例如，一个天线模块组成一个具有三维载体复杂形状的天线板。机械CAD软件ProEngineer，SolidWorks或CATIA拥有许多更强大的功能，形状复杂的机械设计对象比基本的CAD纳入EM仿真工具软件。为了从机械CAD软件导入模型可以使用标准化的数据交换格式，如STEP（产品模型数据交换标准）的IGES（初始图形交换规范）DXF（图形交换格式）。图5.6。CAD模型的天线模块虽然进口的CAD数据可能看起来造型非常优雅的方式也有一些缺点。与CAD数据的第一个问题是，许多包括机械重要的，但电无关的细节。这些CAD细节导致更细的网格中，并因此增加模拟时间没有显着提高结果的准确性。另一个问题与C
10、AD数据可能出现的几何精度（精度）。如果CAD系统和EM建模软件的图形用户界面，适用于不同程度几何精度的意外可能会发生错误。例如，小学连接对象显示重叠区域是分开的。由此，我们得出这样的结论：CAD导入很少是一个“任务。 “随后的模型简化和数据愈合的繁琐的任务。作为一个例子图。 5.7A给出了一个天线模块，包括小孔和差距。这些细节都包含在原有的机械CAD文件原因（紧固），但电无关。图5.7b所示删除不必要的细节后的天线模块。图5.7c-F显示如何的小细节，在精细网格的结果，导致较长的模拟倍。另一个例子是薄的金属结构。这些薄薄结构，例如，图微带线带导体。 5.8，可以看作一个二维（平面）对象。这种
11、建模方法模拟。图5.7。从CAD模型的详细信息：（一）含有原始的CAD数据的去除无关紧要的小细节，（二）简化模型（细节），（CF）的影响正交和三角网格少未知数和增加细胞大小的机型相比，体积建模。5.2.4综述当设立一个仿真模型，意图应的几何不从视觉角度来看，最准确的结构但最简单的一个代表的电磁现象正在审议的结构。此外，过多的细节可以放大计算的努力，一方面，导致容易出错，很难验证仿真模型。撤消修改图5.8。 FDTD离散化微带线的截面。简化模型一个两维板薄带导体的代表性有时又何尝不是如此明确，以决定是否有一定的几何初步细节重大与否。在这种情况下，建议开始与简单的模型，并验证这个细节的具体影响，在
12、一个单独的仿真模型。5.3材料特性几何结构定义后，被分配到材料性能不同的对象。例如，在微带结构中，我们有一个金属地平面和金属的痕迹，基材是介质和体积顶层上面是空气。技术上重要的和广泛使用的材料往往是预定在该软件。他们可以直接从数据库中选取。最重要的预定义的材料是真空和PEC（理想导体）。如果列表中没有提供一种特殊材料，它可以通过指定定义其相对介电常数介电常数，电导率，和相对渗透率R。代替的电导率的损耗角正切tan的可能定义。表5.1列出了一些通用材料的介电性能。不同的技术上有趣的介电性能的典型值从1 GHz至10 GHz频率范围内的基板材料选项卡。 5.2。表5.1。不同材料的介电性能材料介电
13、常数/ S / MR真空1.00.01.0空气1.0060.01.0特氟隆（无损）2.20.0 1.0铜1.05.81071.0PEC的1.01.0表5.2。不同的基板材料的介电性能的典型值在1-10千兆赫的频率范围材料介电常数的tanR氧化铝9.5 - 10.50.0002 - 0.00031.0FR4的3.9 - 4.30.01 - 0.0251.0聚四氟乙烯2.0 - 2.20.001 - 0.0031.0撤消修改频率相关的介电性能，可以进入软件在选定的频率定义的属性和使用分段线性在选定的频率之间的频率间隔的近似。有时频率的依赖关系可以定义为封闭形式的功能或身体放松模型（Debeye材料
14、）。各向异性审议确定各向异性张量。此外，非电参数是必要的具体计算在后加工的数量必须指定。例如，质量密度需要以特定吸收率的计算（SAR）的生物组织。高导电性的结构，应仿照完美电导体（PEC），如果在材料的损失是微不足道的。它的优点一个PEC，努力减少计算：领域内PEC等于零，因此字段值也不需要计算基于卷的算法。虽然FDTD和FEM是基于对三维量元素，持平或一维的PEC的对象可以是创建。这是特别有用的薄金属板或电线。5.4端口端口用于激发的被动结构和计算电路有关像散射参数，输入阻抗，电压和电流的数量。以下类型的端口，在大多数软件包可供选择：波导港口，平面波激励和集中或集中的港口。结构可以有多个端口
15、。在一个多模型软件可以自动计算出的散射矩阵的所有元素描述了不同的端口之间的相互作用。根据数值方法的应用，这是由一系列的模拟只一个端口兴奋的时间和所有其他模式相匹配的港口阻抗（例如，FDTD法）。其他方法（例如，MOM）计算散射在一个单一的模拟矩阵。另一种方式来使用多个端口同时更激发多个端口。这可以用来激发没有明确的天线阵列造型喂食网络。在计算的同时激发的情况下散射参数是不可能执行的方法一系列的模拟来确定散射参数。5.4.1波导端口撤消修改高频元件通常是由波导馈，如微带同轴或共面线。在仿真模型的进料线延长计算空间的边界，如图。 5.9A-B。在边界波导端口被定义，模拟半无限传输行向前行波送入。在时域的情况下解决方案的过程（例如，时域有限差分法）来波进入计算空间，互动的结构与入射功率的一小部分旅行通过端口备份。从传入和传出的信号散射参数可以计算。为了激发结构，领域向前传播模式上料线的波待定。由于总是比较一个模式，可以沿直线传播，端口模式是由用户指定。在大多数技术应用的基本模式使用，例如，上同轴线TEM波在矩形TE10模式波导。在该行的横截面的二维场模式计算之前，通过一个特殊的二维求解全三维分析。作为一个二维的例子准TEM微带线的基本模式是港口领域的格局描绘图。 5.9c。入射波进入结构是二维平面的大小一个关键点。如果只有基本模式感兴趣的是，2D平面入射波进入结构没有大到足以让
