有限元方法是近似求解数理边值问题的一种数值技术，有限元方法思想最早在20世纪40年代由Courant提出，在50年代用于飞机设计。有限元法是采用整个区域上的变分原理或某种弱提法得到积分形式的控制方程，而边界条件通过引入积分表达式来隐式体现，也可以最后用显式引进。FEKO中的有限元采用与矩量法混合方法。在这个边界的内部用有限元法给出场的表达，而外部区域的场用边界积分表达。......
2023-10-31
CMA理论背景及在FEKO仿真工程中的应用
【摘要】：特征模方法为任意形状的电磁物体定义了一系列正交的特征电流，这些特征电流是该电磁物体本身的固有属性，因此可以从本质上解释器辐射特性。1）本征值，描述模式的谐振行为：λn＜0表示该模式为容性，储备电能。2）特征角：an=180°-tan-1λn。3）模式权重系数，该值越大表示该模式越容易激发出来，具体计算公式为4）模式激励系数：。
特征模方法（CMA）为任意形状的电磁物体定义了一系列正交的特征电流，这些特征电流是该电磁物体本身的固有属性，因此可以从本质上解释器辐射特性。这些本征模式之间具有正交性和收敛性。
特征模分析对天线的分析与设计具有指导性意义，其基本原理与思路如下：
1）基于矩量法（MoM）得到电磁问题的阻抗矩阵（Impedance Matrix），其对应本征值方程为：[X][I]n=λn[R][I]n，其中R和X分别为阻抗矩阵的实部和虚部。
2）根据广义特征值及R、X的性质，求出特征值λn和特征电流I。
3）根据本征值和特征电流值，计算不同模式的电流分布、远场特征和近场特征等。
利用FEKO的特征模分析工具可以得到以下重要参数，并进行扫频计算，进而跟踪模式的变化。
1）本征值，描述模式的谐振行为：
λn＜0表示该模式为容性，储备电能。(www.chuimin.cn)
λn＞0表示该模式为感性，储备磁能。
λn=0表示该模式为谐振模式。
2）特征角（Characteristic Angle(an)）：an=180°-tan-1λn。
3）模式权重系数（MS-Modal Significance），该值越大表示该模式越容易激发出来，具体计算公式为
4）模式激励系数（MEC-Modal excitation coefficient）：
。
5）模式电流加权系数（MWC-Modal Weighting coefficient）：
，值与本征值有关，可以适当选择激励，以激励起某些需要的模式，抑制不需要的模式。本征值越小，展开系数αn越大，该模式对总电流的贡献越大。
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2023-10-31
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