文档库 最新最全的文档下载
当前位置:文档库 › FEKO软件的RCS仿真

FEKO软件的RCS仿真

FEKO软件的RCS仿真
FEKO软件的RCS仿真

FEKO 软件的RCS 仿真

FEKO 软件具有分析金属目标散射特性的强大功能[1~3]。当目标为电小尺寸时,可采用矩量法进行计算分析,网格边长一般取810λλ 。电尺寸更大,则可以采用多层快速多极子算法或者PO 、UTD 算法等进行分析。

本文先进行ogive 模型的RCS 仿真,并与文献中已有结果进行对比,以验证FEKO 建模及仿真流程的正确性。然后,对圆极化波照射金属球的特定情形,进行具体建模并分析其散射场场强和极化特性。

1.1 ogive 模型的RCS 仿真

ogive 模型是典型的用于RCS 测试的模型之一。仿真中的金属ogive 目标半张角为22.62度,半长5英寸,最大半径1英寸。如图1所示。

图1 ogive 模型示意图

模型的剖面轮廓曲线由以下表达式确定[4]:

for 5 in 5 in, -, define πψπ-≤≤≤

()

()()()()()

cos 22.62, then cos 1cos 22.62sin 1cos 22.62f x f x y f x z ψψ==

-=- (1)

用matlab 编写程序计算出ogive 形体的剖面曲线,然后用

FEKO 软件读取相

应数据文件即可绘出模型。如图2所示。

图2 FEKO 中ogive 金属模型及平面波入射方向示意图

图3 ogive 金属模型在水平极化平面波照射下的RCS 曲线

文献[1]结果,频率9GHz

图4 ogive金属模型在水平极化平面波照射下的RCS曲线

FEKO矩量法及PO算法仿真结果,频率9GHz

图5 仿真结果与文献[1]结果对比,频率9GHz

。采用PO方法计图4中采用矩量法计算时,网格边长取3.33mm,约为10

算时未进行新的网格划分。由图5对比可知,本文基于MOM方法的仿真结果与文献中已有结果吻合良好,证明了FEKO软件建模及仿真流程的正确性。而PO方法

虽然计算速度快,但在模型具有尖锐边缘的顶点处没能准确反映目标真实的散射特性。

1.2左旋圆极化波照射金属球体的多站RCS仿真

图6 左旋圆极化波照射金属球的FEKO模型示意图

金属球半径为60mm,采用矩量法仿真,网格边长取 3.33mm,仿真频率为9.0GHz。关于散射场更为详细的结果请参考结果文件sphere_rcs.out。

图7 左旋圆极化平面波设置示意图

图7对话框中各参数意义请参考FEKO帮助文档。如果结果仅考虑目标的单站RCS特性,则在远场求解设置中选择Modify far fields>Position>Calculate fields in plane wave incident direction。如果考虑目标的双站RCS特性,则选择Calculate fields as specified。如图8所示。

图8 目标散射场远场方向图设置

计算完成后可以直接查看目标的RCS特性。包括散射场幅度、相位等都可以在输出的结果文件sphere_rcs.out中查看。本例计算结果如图9所示。

图9 左旋圆极化平面波照射金属球结果文档*.out中部分内容截图查看结果文件sphere_rcs.out可知,散射场在平面波入射方向上最接近右旋圆极化波,在入射平面波方向上为左旋圆极化波,其余大部分方向上为右旋椭圆极化,少部分方向为左旋椭圆极化。

图10 左旋圆极化平面波照射金属球方位面内的多站RCS特性1.3左旋圆极化波照射金属柱体的多站RCS仿真

图11 左旋圆极化波照射金属柱体的FEKO模型示意图

图12 左旋圆极化平面波照射金属柱体俯仰面内的多站RCS特性

图13 左旋圆极化平面波照射金属柱体方位面内的多站RCS特性

金属柱体半径为60mm,高40mm。采用矩量法仿真,网格边长取3.33mm,仿

真频率为9.0GHz。关于散射场更为详细的结果请参考结果文件cylinder_rcs.out。

综上所述,FEKO软件可用于分析电小尺寸和电大尺寸目标的散射特性。矩量法计算结果虽然准确性高,但占用计算资源多,只适用于电小尺寸目标的分析。PO算法和UTD算法等适用于电大尺寸目标的分析,但准确性略差。应用中需针对具体情况,认真分析,以确定最佳可行方案。

参考文献

[1] https://www.wendangku.net/doc/f21792006.html,/applications/white-papers/rcs-benchmarking-of-generic-shapes/rcs-me- asurement-and-simulation-of-generic-simple-shapes

[2] 陈德喜,颜俐等。FEKO软件的RCS仿真应用。舰船电子工程,2008年第9期

[3] 唐晓明,李恩等。利用FEKO对塑料目标支架RCS的仿真应用。微波学报,2010年8月

[4] A. C. Woo, H. T. G. Wang, and M. J. Schuh, "Benchmark Radar Targets for the Validation of Computational Electromagnetics Programs," IEEE Antennas and Propagation Magazine, vol. 35, no. 1, February 1993, pp. 84 - 89.

电磁场分析软件FEKO(1)

电磁兼容分析软件FEKO (FEKO Suite 5.3) 来文娟 (04085065)

电磁场分析软件FEKO(5.3) 1. 软件背景介绍 FEKO是复杂形状三维结构的电磁场分析软件,是复杂专业电磁场仿真领域中最强大的软件,应用范围非常广泛,由南非的EMSS公司开发。FEKO基于著名的矩量法(MoM)对Maxwell方程组求解,可以解决任意复杂结构的电磁问题,是世界上第一个把多层快速多极子(MLFMM:Multi-Level Fast Multipole Method)算法推向市场的商业代码,在保持精度的前提下大大提高了计算效率,使得精确仿真电大问题成为可能(典型的如简单介质模型的RCS、天线罩、介质透镜)。在此之前,求解此类问题只能选择高频近似方法。FEKO中有两种高频近似技术可用,一个是物理光学(PO),另一个是一致性绕射理论(UTD)。在MoM 和MLFMM需求的资源不够时,这两种方法提供求解的可能性。FEKO中通过混合MoM/PO 和MoM/UTD来为电大尺寸问题的精度提供保证,非常适合于分析开域辐射、雷达散射截面(RCS)领域的各类电磁场问题。FEKO还针对许多特定问题,例如平面多层介质结构、金属表面的涂覆等等,开发了量身定制的代码,在保证精度的同时获得最佳的效率。 2. 主要功能 1.电大问题的求解: FEKO通过MLFMM、MoM/PO、MoM/UTD从算法上提供了电大问题求解的途径; 2.丰富的求解器选择: FEKO提供多种核心算法,矩量法(MoM)、多层快速多极子方法(MLFMM)、物理光学法(PO)、一致性绕射理论(UTD)、有限元(FEM)、平面多层介质的格林函数,以及它们的混合算法来高效处理各类不同的问题; 3.优化功能: FEKO提供了离散点计算方法、单纯形方法、共轭梯度法、准牛顿法等多种优化方法; 4.快速宽频响应计算: FEKO通过自适应频率点采样和插值,提供宽频率响应的快速计算能力; 5.时域求解: FEKO基于频域分析,同时通过FFT提供时域响应分析能力; 6.强大的前后处理功能: CADFEKO提供直接面向求解器的3D图形建模和网格划分功能,支持多种CAD格式的网格文件导入:包括FEMAP Neutral (*.neu),AUTOCAD (*.dxf),特定的ASCII,NASTRAN (*.nas),STL(*.stl),ANSYS (*.cdb),ParaSolid等等;POSTFEKO提供图形化后处理能力。 7.二次开发: FEKO提供循环和分支控制语句,能够输入自定义的函数或进行计算过程的程序化运行。支持多种硬件和软件平台:FEKO支持所有主流CPU平台和操作系统,包括先进的64位系统和各种并行系统; 8.并行计算: FEKO提供并行版本,支持分布式内存(MPP)和共享式内存(SMP)并行方式,其MLFMM 求解器具有非常好的并行效率。在并行计算中,加速比和效率是并行程序进行评价的重要指标,其中,加速比定义为:单个节点上的运行时间和n个节点上运行时间的比,效率定义为加速比和计算节点个数之比。MLFMM求解器的并行计算效率测试见图1

FEKO教案1

FEKO 1 一、简介 FEKO是美国EMSS公司推出的一款针对天线设计、天线布局与电磁兼容性分析的专业电磁场分析软件。FEKO是以矩量法(MOM)为基础,采用多层快速多极子算法(MLFMM),并与物理光学法(PO)、一致性绕射理论(UTD)等高频电磁分析方法相结合,在保证计算精度的同时,大大提高了计算速度,可以分析电大尺寸结构的电磁辐射、散射、EMC等确定性问题。 FEKO特点:具有多种算法可供选择,比如求解电小结构的天线,FEKO可以采用完全的矩量法进行分析;对于具有电小与电大尺寸混合结构,既可以采用多层快速多极子,也可以采用混合算法——采用矩量法分析电小结构部分,而用高频方法分析电大结构部分。 网址:https://www.wendangku.net/doc/f21792006.html,

FEKO 软件的界面包括CADFEKO 、EDITFEKO 、POSTFEKO ,软件模块包括PREFEKO 、FEKO 、OPTFEK 和OTIMEFEKO 。CADFEKO 主要用于创建几何模型,进行网格划分以及进行求解设置。 本课程中,重点对CADFEKO 建立模型和网格,并在POSTFEKO 中输出可视化结果的过程进行学习。更多其他模块的使用方法请参考用户使用手册。 二、操作界面 CADFEKO 的用户界面包括工具条、建模窗口、工程树、快捷工具、细节窗口和消息窗口。 绘图窗口 消息窗口 细节窗口 工程树窗口 工具按钮 菜单工具

三、建模仿真过程 1、建立工程文件和保存 在CADFEKO中新建和保存后生成*.cfx文件(原始模型文件,包括几何模型、网格、求解设置、优化设置),*.cfm文件(保存网格数据)和*.pre文件(PREFEKO输入文件)。运行PREFEKO又会生成*.fek文件(求解模型信息)。运行FEKO后,又会生成*.bof(图形数据)和*.out(ASCII形式的结果文件) 2、基本参数设置 设置单位通过选择菜单Model-Model unit进行设置。系统默认的是cm。偏好设置中,可以在菜单Option-Colour中选择例如背景颜色。 3、建模 早期版本的FEKO软件采用的是卡片编辑生成模型的方法,随着

FEKO7.0各类求解器的介绍分析

FEKO 各类求解器的介绍 FEKO 中的求救器有矩量法(MOM )、多层快速多极子方法(MLFMM )、物理光学法(PO )、一致性绕射理论(UTD )、有限元(FEM )等计算方法,FEKO Suite 7.0在其原有算法基础上,新增时域有限差分(FDTD )求解器,同时增加了多层快速多极子(MLFMM)与物理光学(PO)的混合算法。 1.矩量法 矩量法是一种基于积分方程的严格的数值方法,其精度主要取决于目标几何建模精度和正确的基权函数的选择及阻抗元素的计算。其思想主要是将几何目标剖分离散,在其上定义合适的基函数,然后建立积分方程,用权函数检验从而产生一个矩阵方程,求解该矩阵方程,即可得到几何目标上的电流分布,从而其它近远场信息可从该电流分布求得。下面以电场积分方程求解理想导体的电磁散射问题为例,简要介绍矩量法的一般方法。 由麦克斯维方程组和理想导体的边界条件可以推导出,表面电场积分方程(EFIE )如下: tan tan (), on .inc j A E r S w +裏=v v v (1) 其中,A 为矢量磁位, 为标量电位,表达形式分别如下: ' '||'0| |4)()(' ds r r e r J r A r r jk S (2) '' | |' | |4)(1 )('ds r r e r r r r jk S (3) 定义基函数系列n J ,将电流展开为 N n n n J I J 1 (4) 其中n I 为与第n 个基函数相关的的电流展开系数。为了将积分方程离散成为矩阵方程,采用伽略金匹配方法,选取与基函数相同的函数系列作为权函数,表示为g ,对式(3-1)求内积得 m inc m m J E J J A j ,,, (5)

微波仿真论坛_matlab feko

Matlab 与Feko软件混合

目录 ?概述 ?模型的建立 ?EditFeko中控制卡的编辑?Matlab调用Feko 讨论?Matlab对Feko结果文件的处理

Matlab调用Feko的几个要点 ?Matlab调用Feko的几个要点 –在Matlab以如下形式调用Feko dos('prefeko OnespiralAnt'); dos (‘runfeko OnespiralAnt'); 其中的OnespiralAnt为Feko工程文件的名称,prefeko和runfeko是Feko关键字符 串,分别表示Feko预处理和Feko求解器 –在Feko中生成的.pre和.out可以以文本的形式打开,所以在Mablab中可以象处理文本那样来处理这些文件: 在Matlab定义一个变量,该变量对应于Feko的.pre文件中某一个变量(如:工作频率、几何模型的尺寸变量、模型旋转角等),这样,就可以用Matlab控制Feko中 的这个变量,每改变一次该变量的值就可以重新生成一个新的.pre文件,然后调用 runFeko运行新生成的.pre文件; 同样,可以应用Matlab像处理文本一样来处理Feko的结果文件.out,来对仿真结果进行处理。 –Matlab生成的.m文件需要和Feko的工程文件、.pre文件及输出文件存放在同一文件夹中。

举例(单螺旋天线) ?问题描述 –以单螺旋为例来说明如何用Matlab控制Feko ?可以在CadFeko中进行建模; ?也可以在EditFeko中进行建模;(有些问题用EditFeko处理会非常方便)–Matlab可以控制Feko脚本文件.pre中的某个或某几个变量,在该例子中是控制螺旋天线的旋转角度#alpha –Matlab控制Feko的结果文件(.out),(要想很好的处理结果文件,必须对其格式非常清楚)读取内部的源阻抗数值

FEKO入门操作练习

FEKO培训系列教程 培系列教程 FEKO 入门 EMSS CHINA The FEKO program model

总揽?CADFEKO GUI 完成模型的 全部建模及设置 ?主要功能: –定义变量 –参数几何定义 –面网格及体网格剖分 –输入/输出接口Parasolid, dxf, stl, other CADFEKO *.cfx files and *.fek files etc. 模型检查及后处理?POSTFEKO 用于后 处理 ?主要功能: –分类式用户界面 –2D、3D 结果显示e –可同时显示多模型 –自动更新结果

FEKO计算流程 ?CADFEKO中建立新模型. ?CADFEKO 生成CFX 文件. ?网格剖分完成后, CADFEKO 生成CFM 和PRE 文件. ?PRE 文件仅需高级控制时修改(使用EDITFEKO) ?CFM 文件保存有网格信息用于求解. ?FEK 文件在求解时生成 ?需要修改模型及求解设置在CADFEKO中更改 RUNFEKO PRE File CFM File CFX File FEK File FEKO 计算流程续. 1.使用CADFEKO建立模型,网格剖 分以及求解设置. 2.FEKO 求解运行. 33.查看输出及警告/错误等. 4.在CADFEKO 中修改并恢复计算 ?Note: 模型可以在POSTFEKO中检 查 OUT File FEK File BOF File RUNFEKO

FEKO 计算流程续. ?FEKO的计算结果文件储存在 BOF 和OUT 文件中. ?OUT 文件是文本文件,存有详 . 细求解信息. ?POSTFEKO 读取二进制BOF 文 件显示计算结果. OUT File BOF File POSTFEKO FEKO各模块总结 建模检查模型运行FEKO 求解 POSTFEKO绘制结果

FEKO_RCS

2006年用户年会论文 Feko在复杂目标RCS仿真计算中的应用 顾俊王晓冰梁子长 目标与环境电磁散射国防科技重点实验室 航天科技集团公司八院八0二所上海 200438 [摘要] 利用Ansys公司Feko软件对一些典型目标如金属两面角平板、涂覆金属平板、近 似飞机以及某外军战斗机进行了雷达散射截面(RCS)的计算。根据Cad模型,采用Ansys前处理器进行模型的处理和网格的划分,仿真结果与实测或文献结果吻合,说明Feko软件的高效、准确性。 [ 关键词]Ansys、Feko、目标、RCS、仿真 Application of Complex targets RCS Simulation Calculation Based on Feko Software Gu Jun WANG Xiao-bing LIANG Zi-chang (China Astronautics Science and Technology Group,No.802 Research Institute of Shanghai Academy of Spaceflight Technology ,Shanghai,China 200438) [Abstract] Using the FEKO software of Ansys company,We have calculated the RCS of representative object such as dihedral corner reflector, metal plate coated with RAM, approximated airplane and military fighter plane etc. The Object’s CAD model is processed and its grid division is made with Ansys preprocessor beforehand. The calculated results are consistent with the result from measurement or literature, which assure high effectivity and accuracy of FEKO. [Keyword] Ansys、Feko、target、RCS、simulation 1前言 计算复杂目标的雷达散射截面(RCS)对于国防、航空、航天、气象等各项事业都具有很重要的意义。尤其在导弹系统的设计、仿真,雷达系统的设计、鉴定,无论在新装备的研制论证中,还是现预装备战术使用方案的制定等均需要复杂目标(如飞机、舰艇、导弹等)的RCS及其电磁散

本人使用FEKO进行并行计算的经验总结

本人使用FEKO进行并行计算的经验总结(血泪史) 作者: 尘谖(站内联系TA)发布: 2008-11-14 项目需要,老师考虑要购进一台高性能计算机。有公司主动上门推荐我们试用他们的产品。师兄们都忙,稀里糊涂地让我做了实验员。说明白一点儿,我的任务就是拿着我们的模型,去人家的机子上面装软件,然后对模型进行计算,记下计算时间,拷回计算结果。目的一是试试机子性能,二是帮我们快速计算,赶一下实验进度。 使用的高性能计算机是曙光公司的PHPC100,5个节点,10个CPU,每个CPU是8个核。计算软件用的是FEKO5.2,在网上下载的盗版,自行破解之后使用。计算模型是几个不同情况的天线。 我自己虽然也做天线的仿真,但是我用的是HFSS,至于FEKO我并没有用过。师兄事无巨细地给我写了安装步骤,又手把手地教我操作了两遍。我拿着师兄写的步骤记录和网上下载的安装过程,信心百倍的和公司的人一起去试用了。呵呵,原来就在我们实验室的楼上,简单地说。满以为半天就能搞定。机子好大啊,近一米长,半米高,30公分厚,呼呼地散发着热风。坐在它旁边就想打盹,因为无论从各个方面都感觉它像一个壁炉。殊不知,装软件就出了各种各样的问题。软件安装的时候,会弹出一个提示页面,让输入用户名和密码。这时如果你是以管理员的身份进行计算的话,千

万不能输入用户名,密码也不能胡乱输入。用户名要默认,回车,密码也一定要是最初进入节点使用的初始密码。公司的人也是一知半解,指示我随便输入一个用户名,随便设置一个密码,后来接了各电话干脆闪人了。我一个人吭哧吭哧在那里装软件。一上午终于装好了软件,下午开始计算,肯定搞不定啦。到了人家的下班时间,才算了1%。因为,只能在一个节点上串行计算,不能并行计算。晚上去了之后,认识了那里实验室的一个研一小美女,开朗活泼,勤奋好学,着实招人喜欢。看我操作,呵呵,还小小地崇拜了我一把,确切地说是盲目崇拜。因为我在更换节点的时候,死活进不去了计算机了。呵呵,给公司的人求助,他居然让我给北京的工程师打电话。深更半夜地,不想为了这么个白痴的问题骚扰北京人。在小美女的大力鼓动下,果断地按照说明上大概的介绍操作了一下硬重启。万事开头难,顺便对计算机进行了一下全面地深入了解。可惜,计算问题还是没有解决。一开始并行计算,就表示找不到节点。只能串行计算,不能并行计算。 第二天直接上微波仿真论坛求助,各路神仙均表示自己作过高性能计算,仔细问过之后,都是在普通计算机上面进行的并行计算。并行计算最主要的问题就是节点设置,怎么用一个节点调动其他的节点一起工作。所以,普通计算机上的并行计算和个人高性能计算机的并行计算有着本质的区

FEKO使用指南FEKO

一、 FEKO软件简介 FEKO是德语FEldberechnung bei Korpern mit beliebiger Oberflache的缩写,意思是任意复杂电磁场计算,适用于复杂形状三维物体的电磁场分析。 FEKO是一款用于3D结构电磁场分析的仿真工具。它提供多种核心算法,矩量法(MoM)、多层快速多极子方法(MLFMM)、物理光学法(PO)、一致性绕射理论(UTD)、有限元(FEM)、平面多层介质的格林函数,以及它们的混合算法来高效处理各类不同的问题。 FEKO界面主要有三个组成部分:CADFEKO、EDITFEKO、POSTFEKO。CADFEKO用于建立几何模型和网格剖分。文件编辑器EDITFEKO用来设置求解参数,还可以用命令定义几何模型,形成一个以*.pre为后缀的文件。前处理器/剖分器POSTFEKO用来处理*.pre为后缀的文件,并生成*.fek文件,即FEKO实际计算的代码;它还可以用于在求解前显示FEKO的几何模型、激励源、所定义的近场点分布情况以及求解后得到的场值和电流。 FEKO主要有以下典型应用: 天线设计:线天线、喇叭和口径天线、反射面天线、微带天线、相控阵天线、螺旋天线、等等; 天线布局:实际上,天线总是装在一个结构上的,这会改变天线的“自由空间”辐射性能; EMC/EMI分析:由于MoM中仅仅需要离散电流流过的表面,FEKO非常适合各种类型的EMC仿真; 平面微带天线:FEKO采用全波方法分析微带天线,可以精确获得耦合、近场、远场、辐射方向图、电流分布、阻抗等参数; 电缆系统:FEKO与CableMod结合起来,可以非常高效地处理系统中的负责电缆束的耦合以及电缆与天线的耦合问题; SAR计算:不同介质参数区域内的场值可以计算出来。然后这些场值被用于计算规范吸收比(SAR); 雷达散射截面(RCS)计算:对于大型目标、地面目标等的RCS雷达散射截面(目标识别)计算也通常是电大尺寸问题,同样,FEKO的混合高频算法

FEKO使用指南

一、FEKO简介 F E KO是德语FEldberechnung bei Korpern mit beliebiger Oberflache的缩写,意思是任意复杂电磁场计算,适用于复杂形状三维物体的电磁场分析。 FEKO是一款用于3D结构电磁场分析的仿真工具。它提供多种核心算法,矩量法(MoM)、多层快速多极子方法(MLFMM)、物理光学法(PO)、一致性绕射理论(UTD)、有限元(FEM)、平面多层介质的格林函数,以及它们的混合算法来高效处理各类不同的问题。 FEKO界面主要有三个组成部分:CADFEKO、EDITFEKO、POSTFEKO。CADFEKO 用于建立几何模型和网格剖分。文件编辑器EDITFEKO用来设置求解参数,还可以用命令定义几何模型,形成一个以*.pre为后缀的文件。前处理器/剖分器POSTFEKO用来处理*.pre为后缀的文件,并生成*.fek文件,即FEKO实际计算的代码;它还可以用于在求解前显示FEKO的几何模型、激励源、所定义的近场点分布情况以及求解后得到的场值和电流。 FEKO主要有以下典型应用: 天线设计:线天线、喇叭和口径天线、反射面天线、微带天线、相控阵天线、螺旋天线、等等; 天线布局:实际上,天线总是装在一个结构上的,这会改变天线的“自由空间”辐射性能; EMC/EMI分析:由于MoM中仅仅需要离散电流流过的表面,FEKO非常适合各种类型的EMC仿真; 平面微带天线:FEKO采用全波方法分析微带天线,可以精确获得耦合、近场、远场、辐射方向图、电流分布、阻抗等参数; 电缆系统:FEKO与CableMod结合起来,可以非常高效地处理系统中的负责电缆束的耦合以及电缆与天线的耦合问题; SAR计算:不同介质参数区域内的场值可以计算出来。然后这些场值被用于计算规范吸收比(SAR); 雷达散射截面(RCS)计算:对于大型目标、地面目标等的RCS雷达散射截面(目标识别)计算也通常是电大尺寸问题,同样,FEKO的混合高频算法对这

FEKO计算中减少内存的方法

FEKO计算中减少内存的方法 用FEKO软件进行电磁仿真时,由于电磁仿真对计算资源的强烈需求,计算资源尤其是内存的大小极大的成为决定求解问题规模的约束条件。为了在已有的硬件计算条件下,解决尽量大的电磁问题,FEKO提供了一些减少内存的途径,主要可分为二个层面,其一是算法层面的节约内存,其二是技巧层面的节约内存。 算法 从算法上面来讲,FEKO提供的有MoM,MLFMM,PO,UTD,FEM。矩量法占用内存最多,存储量级为O(N2)。MLFMM为基于MoM的快速算法,将存储量成功将到O(NlogN)量级。PO和UTD属于高频方法,PO只考虑一次场的贡献,存储量为O(N),UTD不需要对目标表面剖分,所以内存不是求解的困难。当然,各种方法有其适用的范围,如果精确方法不能求解的问题,可考虑采用近似的方法降低对内存的需求以解决。 技巧 主要有两点,一是对称性,二是迭代求解的预条件的设置。 1、对称性: 在矩量法求解和物理光学求解中,利用对称性可大大减少内存需求和求解的复杂度,节省求解时间。 矩量法求解中,如所求解的问题存在电磁对称性,求解的过程可简化成求解部分模型,将结果复制到对称的部分即得到全部结构的解。电磁对称性分为两种,电对称和磁对称,分别用到不同的边界条件实现对称所带来的简便性。几何对称可以方便建模,然而却不能节省计算和内存需求。 物理光学计算中,也可以利用电磁对称节省内存开销,同时可选择对称射线寻迹选项,加速计算。 2、预条件: 众所周知,算法的内存需求绝大部分是矩阵方程所占用的内存,如何降低这部分内存需求,将是减少整个算法内存需求的关键。对于多层快速多极子这样的迭代算法,其内存的需求主要包括三部分:近区阻抗矩阵元素,转移矩阵和预条件矩阵。近区阻抗矩阵元素的内存需求是跟MLFMM算法所确定的最细层盒子

feko软件介绍

目录 1概述 2求解技术 3主要应用 4流程模块 1. 4.1CADFEKO 2. 4.2EDITFEKO 3. 4.3POSTFEKO 5技术特点 1. 5.1FEKO针对电大尺寸电磁问题 2. 5.2多层快速多极子 3. 5.3高效并行技术 4. 5.4单站RCS快速收敛技术 5. 6. 7. 8. 9. 10. 1概述 EMSS公司旗下的FEKO软件是一款强大的三维全波电磁仿真软件。 EMSS公司成立于上个世纪的九十年代初期,在创始人Gronum Smith博士领导下,将80年代盛行的数值方法矩量法(MOM)成功引入到FEKO,在此基础上又引入了多层快速多极子(MLFMM)[1],FEKO是世界上第一个把该方法推向市场的商业软件。该方法使得精确分析电大问题成为可能。FEKO支持有限元方法(FEM),并且将MLFMM与FEM混合求解,MLFMM+FEM混合算法可求解含高度非均匀介质电大尺寸问题。特别适合结构之间通过自由空间耦合的问题,MLFMM区域(例如辐射区域)和FEM区域(例如介质区域)之间的空间并不需要划分网格,这使得矩阵规模很小,因此需要的计算资源很少;FEKO采用基于高阶基函数(HOBF)的矩量法,支持采用大尺寸三角形单元来精确计算模型的电流分

布,在保证精度的同时减少所需要的内存,缩短计算时间;FEKO还包含丰富的高频计算方法,如物理光学法(PO),大面元物理光学(Large element PO),几何光学法(GO),一致性几何绕射理论(UTD)等,能够利用较少的资源快速求解超电大尺寸问题。基于强大的求解器,FEKO软件在电磁仿真分析领域尤其是电大尺寸问题的分析方面优势突出,成为电磁仿真领域的领军产品。 2求解技术

FEKO软件的RCS仿真

FEKO 软件的RCS 仿真 FEKO 软件具有分析金属目标散射特性的强大功能[1~3]。当目标为电小尺寸时,可采用矩量法进行计算分析,网格边长一般取810λλ 。电尺寸更大,则可以采用多层快速多极子算法或者PO 、UTD 算法等进行分析。 本文先进行ogive 模型的RCS 仿真,并与文献中已有结果进行对比,以验证FEKO 建模及仿真流程的正确性。然后,对圆极化波照射金属球的特定情形,进行具体建模并分析其散射场场强和极化特性。 1.1 ogive 模型的RCS 仿真 ogive 模型是典型的用于RCS 测试的模型之一。仿真中的金属ogive 目标半张角为22.62度,半长5英寸,最大半径1英寸。如图1所示。 图1 ogive 模型示意图 模型的剖面轮廓曲线由以下表达式确定[4]: for 5 in 5 in, -, define πψπ-≤≤≤

() ()()()()() cos 22.62, then cos 1cos 22.62sin 1cos 22.62f x f x y f x z ψψ== -=- (1) 用matlab 编写程序计算出ogive 形体的剖面曲线,然后用 FEKO 软件读取相 应数据文件即可绘出模型。如图2所示。 图2 FEKO 中ogive 金属模型及平面波入射方向示意图 图3 ogive 金属模型在水平极化平面波照射下的RCS 曲线 文献[1]结果,频率9GHz

图4 ogive金属模型在水平极化平面波照射下的RCS曲线 FEKO矩量法及PO算法仿真结果,频率9GHz 图5 仿真结果与文献[1]结果对比,频率9GHz 。采用PO方法计图4中采用矩量法计算时,网格边长取3.33mm,约为10 算时未进行新的网格划分。由图5对比可知,本文基于MOM方法的仿真结果与文献中已有结果吻合良好,证明了FEKO软件建模及仿真流程的正确性。而PO方法

相关文档