本节案例计算车窗天线的输入阻抗，天线位于车窗玻璃内部，并考虑部分车身对天线输入阻抗的影响。图5-270所示为车窗天线计算模型。
图5-270 车窗天线计算模型
启动CADFEKO，新建一个工程“Windscreen_Antenna.cfx”。
（1）定义长度单位
单击“Home”菜单中的“Model unit”按钮，如图5-271所示。在“Model unit”对话框中，选中“Metres(m)”单选按钮，如图5-272所示。
图5-271 选择单位设置
图5-272 单位设置
（2）创建模型
这个案例中的模型创建通过导入现有几何模型（…/chapter05/app5/5.10/include/car_geometry. x_b）来完成。单击“Home”菜单中的“Import”按钮，选择“Geometry”。选择模型文件“car_geometry.x_b”并设置“scale=1”，如图5-273所示。
图5-273 选择Import导入几何模型
在左侧的树形浏览器中将导入的模型重新命名，将车身模型命名为“car_body”，将天线模型命名为“antenna”，将玻璃模型命名为“windscreen”。同时选中“car_body”和“antenna”，单击鼠标右键，选择“Apply”→“Union”选项，对两个模型进行合并操作。确保天线与汽车结构的网格连续。而“windscreen”由于计算中只作为“antenna”的参考面，因此不需要一起选择进行“Union”操作。
（3）创建天线端口
选择天线中与汽车车身相连接的wire，单击鼠标右键，选择“Create port”→“Wire port”选项，如图5-274所示。在打开的“Create wire port(geometry)”对话框中设置“Place port on”为“Vertex”、“Location on wire”为“Start”，创建Port1，如图5-275所示。
图5-274 选择天线中与汽车车身相连接的wire
图5-275 创建天线端口
（4）定义材料
在CADFEKO中左侧的树形浏览器中选中“Media”结点，单击鼠标右键，选择“Dielectric”选项，在弹出的“Create dielectric medium”对话框中，定义相对介电常数“Relative permittivity”和介质损耗正切值“Dielectric loss tangent”，名称定义为“glass”和“pvb_foil”，如图5-276和图5-277所示（glass：相对介电常数为7，介电损耗正切为0.03；pvb_foil：相对介电常数为3，介电损耗正切为0.05）。
图5-276 定义介质材料“glass”
图5-277 定义介质材料“pvb_foil”
在CADFEKO中左侧的树形浏览器中选中“Media”结点，单击鼠标右键，选择“Layered structures”→“Layered dielectric”选项，在弹出的“Layerd dielectric properties”对话框中，定义分层材料，如图5-278所示，设置如下。
Layer 1：厚度2.1mm，材料glass。
Layer 2：厚度0.76mm，材料pvb_foil。
Layer 3：厚度2.1mm，材料glass。
Label：Windscreen_layers，单击“Create”按钮。
图5-278 定义分层材料“windscreen_layers”
选中“Media”结点，单击鼠标右键，选择“Windscreen layers”结点，在弹出的“Define windscreen”对话框中，定义windscreen，设置“Layer definition”为“windscreen_layers”、“Offset L”为2.1e-3+0.76e-3，设置“Label”为“Windscreen_definition”，单击“Create”按钮，如图5-279所示。
图5-279 定义分层材料“windscreen”
（5）设置车窗面属性
选择车窗面，单击鼠标右键，选择“Properties”选项，如图5-280所示，弹出“Face properties”对话框，在“Meshing”选项卡中设置“Local mesh size”为0.6。FEKO中针对车窗天线的特殊算法，只要求玻璃结构的网格能够精确模拟几何结构即可，无须满足其仿真电尺寸要求，FEKO软件自动应用曲面单元模拟玻璃结构。在“Solution”选项卡中进行如下设置。
Solve with special solution method：Windscreen。
Windscreen name：windscreen_definition。(www.chuimin.cn)
Element type：Reference element，如图5-281所示，单击“OK”按钮。
图5-280 选择车窗面
图5-281 设置车窗面的求解属性
（6）设置天线的求解属性
选择天线结构“car_and_antenna”的所有Wires，单击鼠标右键，选择“Properties”选项，如图5-282所示，在弹出的“Edge properties”对话框中，在“Solution”选项卡中进行如下设置。其中，“Offset A”为0，说明天线单元位于“Reference plane”位置。
Solve with special solution method：Windscreen。
Windscreen name：windscreen_definition。
Offset A：0，如图5-283所示，单击“OK”按钮。
图5-282 设置车窗面的求解属性1
图5-283 设置车窗面的求解属性2
（7）电参数与求解设置
在左侧的树形浏览器中，由“Construct”切换到“Configuration”，进行如下设置。
工作频率设置，展开“Global”结点，双击“Frequency”，弹出“Solution frequency”对话框，进行如下设置。
选择：Continuous(interpolated)range。
Start frequency(Hz)：90e6。
End frequency(Hz)：110e6。
单击“OK”按钮。
（8）激励设置
在“Global”结点中，选中“Sources”并单击鼠标右键，选择“Voltage Source”选项，弹出“Add voltage source”对话框，采用默认设置，单击“Create”按钮，如图5-284所示。
图5-284 设置电压源激励
（9）网格划分
单击“Mesh”菜单中的“Create Mesh”按钮，弹出“Create mesh”对话框，设置如下。
网格剖分方法“Mesh size”：Standard。
Wire segment radius：150e-6。
单击“Mesh”生成网格，如图5-285所示。
图5-285 定义网格划分
进入“Solve/Run”菜单，单击“FEKO Solver”按钮，提交计算，因为天线的输入阻抗是自动计算的，所以该案例中无须设置求解的“Request”。
（10）后处理显示结果
计算完成后，单击“Solve/Run”菜单中的“POSTFEKO”按钮，启动后处理模块POSTFEKO显示结果。POSTFEKO启动后默认的显示是3D视图方式。
（11）显示阻抗结果
单击“Home”菜单中的“Cartesian”，进入直角坐标系，单击“Source data”→“VoltageSource”，添加端口计算结果，再选择一次添加两条曲线（Traces）。在右侧的树形窗口中对每个Traces均设置“Quantity”为“Impedance”，两条曲线分别显示阻抗的实部“Real”和虚部“Imaginary”，如图5-286所示。
图5-286 车窗天线的输入阻抗的实部与虚部
有关FEKO仿真原理与工程应用的文章
本节将介绍如何利用FEKO的CMA技术进行MIMO天线的快速设计。图10-74 MIMO天线结构启动CADFEKO，新建一个工程“MIMO_ring.cfx”。定义变量在CADFEKO中左侧的树形浏览器中，展开“Definitions”结点，双击“Variables”结点，依次定义如下变量。单击“Create”，如图10-75所示。把新生成的模型更名为“sector_2”。设置求解参数（特征模）在左侧的树形浏览器中，在“Configuration”选项卡中，在“Configur......
2023-10-31
本例将仿真分析一个半波偶极子天线，首先采用线模型仿真，其次介绍圆柱模型的仿真，最后介绍对称性的应用，主要涉及建模、求解设置、网格剖分、数据后处理等内容。FEKO中建立的偶极子天线线模型如图5-1所示，仿真分析频率为300MHz的半波偶极子天线。图5-11 半波偶极子天线二维切面增益方向图将鼠标光标放置到2D图的轴向标尺上，单击鼠标右键，选择“Axis settings”选项，在弹出的对话框中选择“Radial”选项卡，取消勾选“Automatically determine......
2023-10-31
将该工程另存为“LF_ant.cfx”。图5-71 创建Port2在“Configuration”中，右键单击“Gloabl”结点，选择“Add load”选项。图5-72 Load1定义图5-73 Load2定义双击激励“VoltageSource1”，修改“Magnitude”为0.8e6，与Port1上的大电阻串联，保证端口的激励电流约为800mA，如图5-74所示。在“Position”选项卡中进行如下设置。图5-75 创建近场观测面进入“Solve/Run”菜单，单击“FEKO Solver”按钮，提交计算。图5-76 近场磁场分布图......
2023-10-31
长度缩放系数：sc=0.0254。喇叭天线的底部半径：Horn_a=0.51*lam。TE11模式的截止波长：lamg_TE11=lam/sqrt。反射面剖分尺寸：tL0=lam/6.5。图5-104 定义工作平面模型建立馈源喇叭天线模型建立：单击“Construct”菜单，单击“Polyline”按钮，弹出“Create polyline”对话框，如图5-105所示，进行如下设置。图5-106 定义模型旋转成体图5-107 创建抛物面在“Geometry”选项卡中：Base centre：。......
2023-10-31
天线罩又称为雷达天线罩，是保护天线免受自然环境影响的壳体结构。天线罩是雷达系统的重要组成部分，其重要性在于为雷达天线提供了全天候的工作环境。天线罩壁可采用等厚度或变厚度设计。1）功率传输系数：又称为传输效率，是天线罩损耗以及反射引起的主瓣峰值电平的变化。3）波瓣宽度变化：是指加天线罩时与不加天线罩时3dB主瓣宽度变化的百分比。反射瓣方向与主瓣方向是关于天线罩镜像对称的，所以又称为镜像瓣。......
2023-10-31
用矩量法求解该算子方程的步骤如下：1）选择一组带有未知数的基函数{ji}iN=1表示未知等效流或场，即。用矩量法求解电磁场问题的优点是严格地计算各子散射体间的互耦，矩量法本身保证了计算误差的系统总体最小而不会产生数值色散问题。具体表达为传统阻抗元素计算方法是对应于每一个基函数和权函数而言的。......
2023-10-31
启动CADFEKO，新建一个工程“DRA_Finite_MoM.cfx”。图5-169 选择单位设置菜单图5-170 单位设置定义变量在CADFEKO中左侧的树形浏览器中双击“Variables”结点，依次定义如下变量。图5-176 创建馈电同轴外圆柱图图5-177 创建馈电同轴内导体圆柱在树形浏览器中，展开“Model”→“Geometry”结点，选择创建的FeedBase和FeedPin，单击鼠标右键，选择“Apply”→“Union”选项，选择新生成的模型，单击鼠标右键，选择“Rename”选项，把新生成的模型更名为“Feed”。......
2023-10-31
单击“Create”按钮，如图5-200所示。图5-201 选择Feedbase的Region图5-202 设置FeedBase的“Region medium”参数为“isolator”同样，设置FeedPin的区域“Region2”和“Region3”的“Region medium”参数均为“air”。在“Region Medium”中选择“dome”选项设置材料属性。图5-205 创建介质球“OuterDome”图5-206 选择所有的“Region”图5-207 设置所有Region的求解方法为“FEM”简化模型在树形浏览器中选择“DRA”结点，单击鼠标右键，选择“Apply”→“Simplify”选项，采用默认设置，简化掉多余的面。1）“FeedBase”的上下两个端面。2）内外两个半球面。......
2023-10-31
相关推荐