首页 理论教育FEKO仿真原理与工程应用-格林函数法(SGF)成功应用

FEKO仿真原理与工程应用-格林函数法(SGF)成功应用

【摘要】:频率范围:2~12GHz,采用自适应扫频技术。默认单位为m(米)。相对介电常数:epsr2=1.1。图6-9 设置反射率/透波率计算提交计算进入“Solve/Run”菜单,单击“FEKO Solver”按钮,提交计算。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。图6-11 显示正入射反射率把“Quantity”修正为“Transmission coefficient”,显示为透波系数,如图6-12所示。

1.介质平板描述

分层平板结构与材料属性见表6-1。

6-1 分层平板结构与材料属性

978-7-111-56144-6-Chapter06-2.jpg

2.计算项目

计算垂直入射与斜入射时,该3层介质平板结构(见图6-2)的透波率和反射率如下。

频率范围:2~12GHz,采用自适应扫频技术(AFS)。

采用的技术:MoM格林函数法(SGF)。

978-7-111-56144-6-Chapter06-3.jpg

图6-23 层介质平板结构

3.3层介质平板的反射率/透波率——仿真过程

启动CADFEKO,新建一个工程“3layers_plate_R_T.cfx”,在以下的各个操作过程中,可以实时保存做过的任何修改。

(1)定义长度单位

单击“Home”菜单中的“Model unit”按钮,在“Model unit”对话框中,选中“Millimetres(mm)”单选按钮,如图6-3所示。默认单位为m(米)。

978-7-111-56144-6-Chapter06-4.jpg

图6-3 定义长度单位为mm

(2)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。

最小工作频率:fmin=2e9。

最大工作频率:fmax=12e9。

相对介电常数:epsr1=3.4。

相对介电常数:epsr2=1.1。

介质损耗正切:tand1=0.005。

介质损耗正切:tand2=0.0025。

介质层厚度(第1、3层):h1=1、h2=1。

介质层厚度(中间层):h3=5,如图6-4所示。

(3)定义材料

在CADFEKO左侧的树形浏览器选中“Media”结点,单击鼠标右键,选择“Dielectric”选项,在弹出的“Create dielectric medium”对话框中进行如下设置。

978-7-111-56144-6-Chapter06-5.jpg

图6-4 定义变量

定义相对介电常数“Relative permittivity”:epsr1。

介质损耗正切值“Dielectric loss tangent”:tand1。

Label:mat1。

单击“Add”按钮,继续设置。

定义相对介电常数“Relative permittivity”:epsr2。

介质损耗正切值“Dielectric loss tangent”:tand2。

Label:mat2。

单击“Create”按钮,如图6-5所示。

978-7-111-56144-6-Chapter06-6.jpg

图6-5 定义介质材料

(4)定义无限大介质平板

菜单栏中单击“Construct”→“Planes/arrays”→“Plane/Ground”,弹出“Plane/ground”对话框,选中“Planar multilayer substrate”单选按钮,单击“Add”按钮两次,设置如下。

Layer 1层:“Ground plane”修改为“None”,“Thickness”修改为h1,“Medium”为“mat1”。

Layer 2层:“Ground plane”修改为“None”,“Thickness”修改为h3,“Medium”为“mat2”。

Layer 3层:“Ground plane”修改为“None”,“Thickness”修改为h2,“Medium”为“mat1”。

单击“OK”按钮,如图6-6所示。

978-7-111-56144-6-Chapter06-7.jpg

图6-6 无限大介质平面设置

(5)电参数与求解设置(www.chuimin.cn)

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):fmin。

End frequency(Hz):fmax。

单击“OK”按钮,如图6-7所示。

978-7-111-56144-6-Chapter06-8.jpg

图6-7 设置自适应插值扫频计算

(6)激励设置

在“Global”结点中,选中“Sources”并单击鼠标右键,选择“Plane wave”选项,弹出“Add plane wave source”对话框,如图6-8所示,进行如下设置。

选中:Loop over multiple directions。

Start:(θ=0.0,ϕ=0.0)。

End:(θ=80,ϕ=0.0)。

Increment:(θ=1,ϕ=0)。

Polarisation angle(degrees):90。

Label:PlaneWaveSource_VV。

单击“Create”按钮。

978-7-111-56144-6-Chapter06-9.jpg

图6-8 设置平面波激励

(7)求解设置

在“Configuration specific”结点中,选中“Requests”结点,单击鼠标右键并选择“Transmission/reflection”选项,弹出“Request transmission/reflection coefficient”对话框,采用默认设置,单击“Create”按钮,如图6-9所示。

978-7-111-56144-6-Chapter06-10.jpg

图6-9 设置反射率/透波率计算

(8)提交计算

进入“Solve/Run”菜单,单击“FEKO Solver”按钮,提交计算。

(9)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。

(10)显示2D结果

单击“Home”菜单中的“Cartesian”,进入直角坐标系,单击“Transmission/ Reflection”按钮978-7-111-56144-6-Chapter06-11.jpg,选择“TRCoefficients1”,如图6-10所示。默认情况下,会显示反射率。

978-7-111-56144-6-Chapter06-12.jpg

图6-10 直角坐标系中显示T/R

在右侧的控制面板中,可以看到以下内容。

Independent axis(Horizontal):Frequency。

Quantity:Reflection coefficient。

显示的是Total和Magnitude,如图6-11所示。

978-7-111-56144-6-Chapter06-13.jpg

图6-11 显示正入射反射率

把“Quantity”修正为“Transmission coefficient”,显示为透波系数,如图6-12所示。

978-7-111-56144-6-Chapter06-14.jpg

图6-12 显示正入射透波率

把“Independent axis(Horizontal)”修正为“Plane Wave Theta”。选择工作频率为“Simulation frequencies”,如2GHz,即可显示当前频率下的透波系数,如图6-13所示。

978-7-111-56144-6-Chapter06-15.jpg

图6-13 显示2GHz下的透波率对比角度(Theta)

在右侧的控制面板中,选中“Traces”中的“TRCoefficients1”,按〈Ctrl+K〉快捷键,复制该曲线。把频率修改为12GHz,2GHz与12GHz的透波系数在同一直角坐标系中显示,如图6-14所示。

978-7-111-56144-6-Chapter06-16.jpg

图6-14 显示2GHz和12GHz下的透波率对比角度(Theta)

(11)保存与退出

保存该文件并退出POSTFEKO。