FEKO应用2圆波导圆极化天线.docx
- 文档编号:2440857
- 上传时间:2022-10-29
- 格式:DOCX
- 页数:15
- 大小:800.98KB
FEKO应用2圆波导圆极化天线.docx
《FEKO应用2圆波导圆极化天线.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《FEKO应用2圆波导圆极化天线.docx(15页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
FEKO应用2圆波导圆极化天线
FEKO应用2:
天线系列
内容:
圆波导圆极化天线
一、模型描述
1.1模型描述:
图1:
波导圆极化天线-全模型示意图
1.2计算方法描述:
采用矩量法-MLFMM
1.3计算参数:
圆波导主模圆极化-TE11模式12.5GHz
高次模圆极化-TE21模式15GHz
计算该类天线的圆极化辐射方向图。
二、主要流程:
启动CadFEKO,新建一个工程:
Circular_waveguide_TE11_LHC.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=12.5e9
工作波长:
lam=c0/freq
波导波长:
lam_w=0.0293
圆波导半径:
wg_r=0.51*lam
圆波导高度:
wg_L=2*lam_w
开口圆喇叭开口半径:
horn_r=lam
开口圆喇叭底部半径:
horn_r0=0.65*lam
开口圆喇叭高度:
horn_L=3.05*lam
图2:
变量定义
2.2:
模型建立:
圆波导天线模型建立:
点击菜单“Construct”,选择“Cylinder”,弹出“CreateCylinder”对话框:
在“Geometry”标签:
Basecentre(B):
(U:
0.0;V:
0.0;N:
-wg_L-horn_L)
Radius(R):
wg_r
Height(H):
wg_L
Label:
waveguide
点击“Create”;
点击“F5”快捷键,在3D视图中适中显示模型。
图3:
定义圆波导天线波导部分
点击菜单“Construct”,选择“Cone”,弹出“CreateCone”对话框:
在“Geometry”标签:
Basecentre(B):
(U:
0.0;V:
0.0;N:
-horn_L)
BaseRadius(Rb):
horn_r0
Height(H):
horn_L
Topradius(Rt):
horn_r
Label:
flare
点击“Create”;
图4:
定义圆波导天线波导部分
在左侧树型浏览器中,展开“Model->Geometry”节点,同时选中新建的模型“waveguide”和“flare”,点击鼠标右键“Apply->Union”(或直接点击键盘的U键),把新生成的模型更名为“horn”;
在左侧树型浏览器中,选中模型“horn”,点击鼠标右键,选择“Apply->Simplify”,弹出“Simplifygeometry”对话框,采用默认设置,进行模型冗余处理,(会删除模型waveguide和flare中间的公共面-因为该面的前向和后向区域材料相同,且该面的属性也与前后向区域材料相同);
在3D视图中,选中新建模型horn的顶部面元(z=0的面),点击鼠标右键,选择“Del”,删除该面元;
图5:
删除顶部面元
在3D视图区域,进入面选模式(光标定在模型的某一面上,依次点击鼠标左键,可以在体选、面选上自动切换),选中新建喇叭天线“horn”的最底部面元(z=-(wg_h+horn_L)的面元),点击鼠标右键,选择“Properties”,弹出“Faceproperties”对话框:
进入“Meshing”标签:
勾选:
Localmeshsize
Meshsize:
lam/15
点击“OK”按钮。
图6:
定义波导端口网格
2.3:
设定波导端口:
在3D视图区域,把模型移动和缩放到适合的角度,点击鼠标左键自动切换到面选模式,选中新建圆波导天线底部面元(z=-(wg_h+horn_L)的面元),点击鼠标右键,选择“Createport->Waveguideport”,弹出“Createwaveguideport”对话框:
图7:
定义波导端口
不勾选“Propagationdirectionoppositetonormal”,目的是要使得该面添加的波导信号是向里传播的,即:
红色箭头朝里。
Label:
Port1
点击“Create”
图8:
定义波导端口
2.4:
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“Global”中,选中“Sources”点击鼠标右键选择“Waveguideexcitation”,弹出“Addwaveguideexcitation”对话框:
选择:
Excitefundamentalmodeonly
Fundamentalmode:
Magnitude:
1.0
Phase:
0
Rotation:
0
点击Add
Label:
WaveguideExcitation1
图9:
定义端口激励
Fundamentalmode:
Magnitude:
1.0
Phase:
90
Rotation:
90
点击Add
Label:
WaveguideExcitation2
点击“Create”。
图10:
定义端口激励
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:
点击“3DPattern”按钮;
修改theta的Increment:
2
Phi的Increment:
5.0
Label:
ff3D
点击“Create”。
图11:
远场方向图求解设置-3DPattern
2.5:
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:
lam/8
点击:
Mesh生成网格。
图12:
定义网格划分
2.6:
设置计算方法
点击菜单“Solve/Run”中的“SolverSettings”,弹出“SolverSettings”对话框,进入“MLFMM/ACA”标签:
勾选:
Solvemodelwiththemultilevelfastmultipolemethod(MLFMM)
点击“OK”
图13:
设置计算方法为MLFMM
2.7:
提交计算:
进入菜单“Solve/Run”,点击“FEKOSolver”,提交计算。
可以选择并行模式(有指导老师演示如何设置并行或查看相应的手册说明-如:
“FEKO软件安装中文手册”)。
2.8:
后处理显示结果:
计算完成之后,点击“Solve/Run”菜单中的“PostFEKO”或快捷键“Alt+3”,启动后处理模块PostFEKO显示结果。
显示2D结果:
在“Home”菜单,点击“Cartesian”,进入直角坐标系“CartesianGraph1”,点击“Farfield->ff3D”,会在直角坐标系中直接显示phi=0度极化平面上的2D增益方向图,在右侧控制面板的Traces区域,自动生成ff3D,选中Trace:
ff3D,在控制面板中进行设置:
可以看到并修改为:
Independentaxis(Horizontal):
Theta(wrapped)
Fixed-Phi:
0deg(wrapped)
勾选:
LHC
勾选:
dB
图14:
XOZ平面辐射方向图-左旋圆极化
在右侧控制面板的Traces区域,选中ff3D,点击快捷键“Ctrl+K”复制成ff3D_1,选中ff3D_1,在右侧控制面板中,修改设置为:
勾选:
RHC
勾选:
dB
图15:
XOZ平面辐射方向图-右旋圆极化
在“Home”菜单,点击“Cartesian”,进入直角坐标系“CartesianGraph2”,点击“Farfield->ff3D”,在右侧控制面板的Traces区域,自动生成ff3D,选中Trace:
ff3D,在控制面板中进行设置:
可以看到并修改为:
Independentaxis(Horizontal):
Theta(wrapped)
Fixed-Phi:
90deg(wrapped)
勾选:
LHC
勾选:
dB
图16:
YOZ平面辐射方向图-左旋圆极化
在右侧控制面板的Traces区域,选中ff3D,点击鼠标右键,选择“Duplicatetrace”复制成ff3D_1,选中ff3D_1,在右侧控制面板中,修改设置为:
勾选:
RHC
勾选:
dB
图17:
YOZ平面辐射方向图-右旋圆极化
显示该波导结构的模式:
在“Home”菜单,点击“Outfile”中的“Circular_waveguide_TE11_LHC.out”文件,直接打开该文件,拉动右侧的滑动条,显示如下内容:
图18:
模式分布
进入“Home”菜单,点击“Saveproject”,保存计算结果文件为:
“Circular_waveguide_TE11_LHC.pfs”,关闭Postfeko。
2.9:
高次模圆极化-修改设置:
在CadFEKO中,始菜单的“Saveas”按钮,把工程“Circular_waveguide_TE11_LHC.cfx”另存为“Circular_waveguide_TE21_LHC.cfx”。
2.9.1:
修改激励设置
在左侧树型浏览器,切换到“Configuration”,展开“Global->Sources”节点,删除“WaveguideExcitation2”,双击已经建立的“WaveguideExcitation1”,弹出“Modifywaveguideexcitation”对话框:
选择:
Specifymodesmanually
按照下述列表中的值进行设置
No
Type
m
n
Magnitude
Phase
Rotation
1
TE
2
1
1
0
0
2
TE
2
1
1
90
45
Label:
WaveguideExcitation1
点击“OK”。
图19:
修正激励设置
2.10:
提交计算
进入菜单“Solve/Run”,点击“FEKOSolver”,提交计算。
2.11:
后处理显示结果:
计算完成之后,点击“Solve/Run”菜单中的“PostFEKO”或快捷键“Alt+3”,启动后处理模块PostFEKO显示结果。
显示2D结果:
在“Home”菜单,点击“Cartesian”,进入直角坐标系“CartesianGraph1”,点击“Farfield->ff3D”,会在直角坐标系中直接显示phi=0度极化平面上的2D增益方向图,在右侧控制面板的Traces区域,自动生成ff3D,选中Trace:
ff3D,在控制面板中进行设置:
可以看到并修改为:
Independentaxis(Horizontal):
Theta(wrapped)
Fixed-Phi:
0deg(wrapped)
勾选:
LHC
勾选:
dB
图20:
XOZ平面辐射方向图-左旋圆极化
在右侧控制面板的
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- FEKO 应用 波导 极化 天线
![提示](https://static.bdocx.com/images/bang_tan.gif)