FEKO应用1方波导圆天线.docx
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FEKO应用1方波导圆天线
FEKO应用1:
天线系列
内容:
方波导圆极化天线
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(方波导)
1.2计算方法描述:
采用矩量法-MoM
1.3计算参数:
计算该类天线的左旋、右旋辐射方向图。
二、主要流程:
启动CadFEKO,新建一个工程:
square_waveguide_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:
定义长度单位:
默认为m
点击菜单“Home”中的图标按钮“Modelunit”,在“Modelunit”对话框中,选择millimetres(mm);
图2:
长度单位设置为mm
2.2:
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=2.8e9
长度缩放系数:
sf=0.001
工作波长:
lam=c0/freq/sf
波导宽度:
wg_a=70
波导长度:
wg_h=100
图3:
变量定义
2.3:
模型建立:
方波导天线模型建立:
点击菜单“Construct”,选择“Cuboid”,弹出“CreateCuboid”对话框:
在“Geometry”标签:
Basecorner:
(U:
-wg_a/2;V:
-wg_a/2;N:
0.0)
Width(W):
wg_a
Depth(D):
wg_a
Height(H):
wg_h
Label:
square_wg
点击“Create”。
图4:
定义方波导天线
在3D视图中,选中新建模型square_wg的顶部面元(z=wg_h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,选中新建喇叭天线“square_wg”的最底部面元(z=0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/13
点击“OK”按钮。
图6:
定义波导端口
2.4:
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,选中新建方波导天线底部面元(z=0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
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
2.5:
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“Global”中,选中“Sources”点击鼠标右键选择“Waveguideexcitation”,弹出“Addwaveguideexcitation”对话框:
选择:
Specifymodesmanually:
点击Add
按照下述列表中的值进行设置
No
Type
m
n
Magnitude
Phase
1
TE
1
0
1
0
2
TE
0
1
1
90
Label:
WaveguideExcitation1
点击“Create”。
图9:
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“Add”。
图10:
远场方向图求解设置-3DPattern
点击“Verticalcut(UNplane)”按钮;
设置theta的Increment为:
2
Phi的Increment:
0
Label:
ffXOZ
点击“Create”。
图11:
远场方向图求解设置-Verticalcut(UNplane)
点击“Verticalcut(VNplane)”按钮;
设置theta的Increment为:
2
Phi的Increment:
0.0
Label:
ffYOZ
点击“Create”。
图12:
远场方向图求解设置-Verticalcut(VNplane)
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:
lam/8
点击:
Mesh生成网格。
图13:
定义网格划分
2.7:
提交计算:
计算方法采用默认的矩量法“MoM”。
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3D结果:
在“Home”菜单中,点击“Farfield->ff3D”,在右侧控制面板中:
勾选:
dB;
勾选:
RHC
进入“Mesh”菜单,点击“MeshOpacity”下拉菜单,选择“40%”;
这时,得到的3D显示效果如图所示:
图14:
3D辐射方向图显示-右旋圆极化
在右侧控制面板中:
勾选:
dB;
勾选:
LHC
这时,得到的3D显示效果如图所示:
图15:
3D辐射方向图显示-左旋圆极化
显示2D结果:
切换到“Home”菜单,点击“Cartesian”,进入直角坐标系“CartesianGraph1”,点击“Farfield->ffXOZ”,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ffXOZ,选中Trace:
ffXOZ,在控制面板中进行设置:
可以看到并修改为:
勾选:
LHC
勾选:
dB
图16:
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ffXOZ,点击快捷键“Ctrl+K”复制成ffXOZ_1,选中ffXOZ_1,在右侧控制面板中,修改设置为:
勾选:
RHC
勾选:
dB
图17:
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->ffYOZ”,会在直角坐标系中直接显示phi=90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ffYOZ,选中Trace:
ffYOZ,在控制面板中进行设置:
可以看到并修改为:
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ffYOZ,点击鼠标右键,选择“Duplicatetrace”复制成ffYOZ_1,选中ffYOZ_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
进入“Home”菜单,点击“Saveproject”,保存计算结果文件为:
“square_waveguide_LHC.pfs”,关闭Postfeko。
2.9:
方波导右旋圆极化-设置修改:
切回到CadFEKO中,点击起始菜单的“Saveas”按钮,另存为“square_waveguide_RHC.cfx”。
2.9.1激励源设置:
在左侧树型浏览器,切换到“Configuration”,展开“Global->Sources”节点,双击已经建立的“WaveguideExcitation1”,弹出“Modifywaveguideexcitation”对话框:
按照下述列表中的值进行设置
No
Type
m
n
Magnitude
Phase
1
TE
1
0
1
0
2
TE
0
1
1
-90
Label:
WaveguideExcitation1
点击“OK”。
图18:
修改激励设置-右旋圆极化
2.9.2提交计算:
点击菜单“Solve/Run”中“FEKOSolver”或快捷键“Alt+4”,提交计算。
3.0:
方波导右旋圆极化-结果显示:
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3D结果:
在“Home”菜单中,点击“Farfield->ff3D”,在右侧控制面板中:
勾选:
dB;
勾选:
RHC
进入“Mesh”菜单,点击“MeshOpacity”下拉菜单,选择“40%”;
这时,得到的3D显示效果如图所示:
图19:
3D辐射方向图显示-右旋圆极化
在右侧控制面板中:
勾选:
dB;
勾选:
LHC;
这时,得到的3D显示效果如图所示:
图20:
3D辐射方向图显示-左旋圆极化
显示2D结果:
切换到“Home”菜单,点击“Cartesian”,进入直角坐标系“CartesianGraph1”,点击“Farfield->ffXOZ”,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ffXOZ,选中Trace:
ffXOZ,在控制面板中进行设置:
可以看到并修改为:
勾选:
LHC
勾选:
dB
图21:
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ffXOZ,点击快捷键“Ctrl+K”复制成ffXOZ_1,选中ffXOZ_1,在右侧控制面板中,修改设置为:
勾选:
RHC
勾选:
dB
图22:
XOZ平面辐射方向图-右旋圆极化
进入“Home”菜单,点击“Saveproject”,保存计算结果文件为:
“square_waveguide_RHC.pfs”,关闭Postfeko。
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- FEKO 应用 波导 天线