FEKO应用5喇叭天线及阵列仿真.docx
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FEKO应用5喇叭天线及阵列仿真
FEKO应用5:
矩形喇叭天线仿真
内容:
矩形喇叭天线及其阵列仿真
一、模型描述
天线模型描述:
天线形式为:
矩形喇叭天线
馈电方式是:
波导端口+波导激励
图1喇叭阵列天线
计算项目:
计算天线单元的辐射和空间辐射场强,采用MoM求解器。
计算天线阵列(3x3)的辐射,采用MoM的DGFM技术
二、主要流程:
启动CadFEKO,新建一个工程:
,在以下的各个操作过程中,可以即时保存做个的任何修正。
:
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cm;
图2设置模型单位
:
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=
工作波长:
lam=c0/freq/
波导截面长边尺寸:
wa=
波导截面窄边尺寸:
wb=
波导高度:
wl=
开口喇叭长边尺寸:
ha=55
开口喇叭窄边尺寸:
hb=
开口喇叭长度:
hl=46
:
模型建立:
天线模型建立:
点击菜单“Construct”,选择“cuboid”,弹出“CreateCuboid”对话框:
图3建立波导模型
Definitionmethods:
Basecorner,width,depth,height***采用默认设置
Basecentre(C):
U:
-wa/2,V:
-wb/2,N:
-wl
Width(W):
wa
Depth(D):
wb
Height(H):
wl
Label:
waveguide_section
点击“Create”按钮
点击菜单“Construct”,选择“Flare”,弹出“CreateFlare”对话框:
Definitionmethods:
Basecentre,width,depth,height,topwidth,top***
Basecentre(C):
U:
V:
N:
Bottomwidth(Wb):
wa
Bottomdepth(Db):
wb
Height(H):
hl
Topwidth(Wt):
ha
Topdepth(Dt):
hb
Label:
horn
点击“Create”
图4定义喇叭模型
在左侧树型浏览器的“Model->Geometry”中,同时选中新建立的模型,点击鼠标邮件,选择“Apply->Union”,把生成的模型更名为“horn”;
选中模型horn,点击鼠标右键,选择“Apply->Simplify”,对模型进行冗余面的处理;
在3D视图中,选中模型的喇叭天线顶部的面,点击鼠标右键选择“delete”,形成开口。
:
天线端口设置:
在左侧树型浏览器的“Model->Geometry”中选择“horn”,在其“details”树浏览器中展开“Faces”节点,选择喇叭底部的面“Face”,点击鼠标右键选择“Createport->Waveguideport”,在弹出的对话框“Createwaveguideport”中,采用默认设置,Label为Port1,点击“Create”。
:
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“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“WaveguideSource”,弹出“Addwaveguidesource”对话框,采用默认设置,点击“Create”。
图5定义波导激励
辐射远场设置:
在“Configurationspecific”中,选中“Requests”点击鼠标右键选择“Farfields”,弹出“Requestfarfields”对话框:
图6定义3D方向图
点击“3Dpattern”,修正步长“Increment”中Theta的值为1,Label:
ff3D,点击Add;
点击“Verticalcut(UNplane)”按钮,修正步长“Increment”中Theta的值为1,label:
ffXOZ,点击“Create”。
图7定义XOZ平面方向图
辐射近场设置:
在“Configurationspecific”中,选中“Requests”点击鼠标右键选择“Nearfields”,弹出“Requestnearfields”对话框:
Start:
(U:
,V:
N:
)
End:
(U:
V:
N:
Increment:
U:
lam/10,V:
lam/10
Label:
nf_z0
点击“Add”
图8定义口面近场
Start:
(U:
-3*lam,V:
N:
)
End:
(U:
3*lam,V:
N:
60*lam)
Increment:
U:
lam/10,V:
N:
lam/8
Label:
nf_xoz
点击“Create”
图9定义近场
:
网格划分:
在3D视图中,喇叭天线的馈电端口面,点击鼠标右键,选择“Properties”,在弹出的“Faceproperties”对话框中,进入“Faceproperties”对话框:
勾选:
Localmeshsize
设置Meshsize:
lam/13;
点击“ok”;
图10定义端口局部网格
点击菜单“Mesh->Createmesh”弹出“Createmesh”对话框,设置如下:
网格剖分方法Meshsize:
custom
三角形面元长度:
Triangleedgelength:
lam/
点击:
Mesh生成网格。
图11划分模型网格
进入菜单“Solve/Run”,点击“FEKOSolver”,提交计算。
:
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“FarField”按钮选择“ff3D”显示3D辐射方向图,在右侧面板中,勾选dB。
图12天线3D方向图
在“Home”菜单中,点击“3DView->standardconfiguration1”,生成一个新的3D视图显示,点击“NearField”中的“nf_xoz”,在右侧面板中勾选“dB”;
点击菜单“Results”,选择“Showcontours”。
图13天线辐射近场
在“Home”菜单中,点击“Cartesian”,生成一个新的直角坐标系显示,点击“Sourcedata”中的“waveguide_excitation1”,在右侧面板中,确认quantity是“Reflectioncoefficient”,勾选“dB”,即可显示该天线的端口S11.
图14天线端口反射系数
在右侧面板中,不勾选dB,把Quantity修改为SWR,显示驻波比:
图15天线端口驻波
关闭PostFEKO,点击保存。
:
采用MoM+DGFM技术计算3x3阵列天线的辐射特性:
在CadFEKO中,把“”另存为“”。
删除已经定义的近场设置:
nf_z0和nf_XOZ;
定义阵列排布:
点击“Construct”菜单,选择“Planes/arrays”中的“Linear/Planararray”,弹出“”对话框:
Udimension:
NumberofElements:
3;OffsetalongXaxis:
Lam*4
Vdimension:
NumberofElements:
3;OffsetalongXaxis:
Lam*3
点击“Create”;
图16定义周期阵列
进入“Solve/Run”,点击“FEKOSolver”提交计算。
计算完成之后,点击“Alt+3”或“PostFEKO”,启动后处理PostFEKO;
在“Home”菜单中,点击“Farfield”中的ff3D,在右侧面板中勾选dB。
结果如下图所示。
图17周期阵列方向图
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- FEKO 应用 喇叭天线 阵列 仿真