FEKORCS应用15微带天线阵列隐身教学提纲.docx

FEKORCS应用15微带天线阵列隐身教学提纲.docx

《FEKORCS应用15微带天线阵列隐身教学提纲.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《FEKORCS应用15微带天线阵列隐身教学提纲.docx（16页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。

FEKORCS应用15微带天线阵列隐身教学提纲

FEKO-RCS应用15-微带天线阵列隐身

FEKO应用15：

微带天线阵列散射仿真

内容：

建立微带天线阵列与散射仿真

一、模型描述

天线阵列：

1X4阵列

天线端口计算馈电方式：

针馈+电压源激励

单站RCS仿真：

平面波入射

图1微带阵列模型

计算项目：

计算阵列天线端口阻抗，采用MOM求解器

计算阵列天线RCS，计算得到阵列天线结构项与模式项

二、主要流程：

打开Microstrip_MoM_3.0GHz.cfx，另存为Microstrip_MoM_3.0GHz_ant_array

2.1：

建立阵列模型：

选择microstrip几何模型，右键选择Copyspecial->copyandtranslate

图2模型平移复制

图3复制3个单元

图4添加天线端口

图5定义天线端口2

分别对microstrip_1，microstrip_2，microstrip_3添加port2、port3、port4

在左侧树型浏览器中，展开“Geometry”节点，选中新生成的所有模型“microstrip”，“microstrip_1”，“microstrip_2”，“microstrip_3”，点击鼠标右键，选择“Apply->Union”，把新生成的模型更名为““microstrip_array”。

选中该模型，点击鼠标右键，选择“Apply->Simplify”，弹出“Simplifygeometry”对话框，采用默认设置，点击“Create”；（目的是为了删除微带介质之间的面）

图6简化后的微带阵列模型

2.2：

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“VoltageSource”，弹出“Addvoltagesource”对话框，采用默认设置，点击“Create”。

依次设置Port2、port3、port4

图7定义天线激励

2.3：

网格划分：

取消局部网格加密设置，选择定义局部加密规则的面，点击邮件，选择Properties，取消勾选Localmeshsize

图8取消局部网格设置

点击菜单“Mesh->Createmesh”弹出“Createmesh”对话框，设置如下：

网格剖分方法Meshsize:

coarse

线段剖分单元半径：

Wireradius:

0.25

点击：

Mesh生成网格。

图9划分模型网格

2.4：

提交计算：

进入菜单“Solve/Run”，点击“FEKOSolver”，提交计算。

2.5：

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10阵列方向图

显示2D结果：

点击“Home”菜单中的“Cartesian”，进入直角坐标系，点击“Sourcedata”按钮，在右侧控制面板中，把“Quantity”修正为“Impedance”，点击“Real”。

选中右侧控制面板中的source，点击键盘ctrl+K，复制该曲线为source_1，把“Impedance”参数设定为Imaginary。

图11天线端口阻抗

进入“Measure”菜单，点击“Cursors”，显示3.0GHz时，天线的输入阻抗实部和虚部值。

图12Port1端口阻抗（实部11.59，虚部25.7）

图13Port2端口阻抗（实部14.3，虚部29）

图14Port3端口阻抗（实部13.7，虚部28.7）

图15Port4端口阻抗（实部13.7，虚部24.1）

天线阵列3.0GHz端口阻抗统计：

实部

虚部

单元1

11.59

25.7

单元2

14.3

29

单元3

13.7

28.7

单元4

13.7

24.1

2.6：

计算天线的结构项RCS：

天线的隐身分结构项和模式项，在这里我们把天线端口共轭匹配时的天线RCS定义为结构项RCS，模式项RCS考虑天线端口开路情况下的值（在天线端口处定义一个很大的电阻如：

10000来描述信号断路）。

将Microstrip_MoM_3.0GHz_ant_array文件

另存为：

Microstrip_MoM_3.0GHz_array_StructureRCS.cfx

在cadFEKO中，定义如下变量：

Zreal1=11.59，Zim1=25.7，Zreal2=14.3，Zim2=29，Zreal3=13.7，Zim3=28.7，Zreal4=13.7，Zim4=24.1

进入左侧树型浏览器的“Configuration”标签，进行如下操作：

删除定义的4个电压源；

图16删除端口激励

选中“Global”下的Sources节点，点击鼠标右键，选择“Planewave”，弹出“Addplanewaveexcitation”对话框：

图12设置平面波激励

选中“Global”上，点击鼠标右键，选择“Addload”，弹出“Createload”对话框：

Port:

port1

Realpart:

Zreal1

Imaginarypart:

-Zim1

Label:

load1

点击“Create”按钮。

图14设置端口1共轭匹配

定义port2端口阻抗为Realpart:

Zreal2，Imaginarypart:

-Zim2，Label:

load2

定义port3端口阻抗为Realpart:

Zreal3，Imaginarypart:

-Zim3，Label:

load3

定义port4端口阻抗为Realpart:

Zreal4，Imaginarypart:

-Zim4，Label:

load4

图15端口2、3、4定义共轭匹配

进入左侧树型浏览器的“Configuration”标签，进入“Configurationspecific”节点中，进行如下操作：

删除已经定义ff3D和ffXOZ；

图15删除远场方向图

选中“Requests”节点，选择“FarFields”，弹出“Requestfarfields”对话框，进行如下设置：

选择“calculatefieldsinplanewaveincidentdirection”;

Label:

monoRCS

点击“Create”按钮

图16设置单站RCS计算

进入“Solve/Run”菜单，点击“FEKOSolver”，提交计算。

2.7：

计算天线的开路总RCS：

计算完成之后，把“Microstrip_MoM_3.0GHz_array_StructureRCS.cfx”文件另存为“Microstrip_MoM_3.0GHz_openRCS.cfx”；

修改变量Zreal1~Zreal4为10000.

图17修改端口阻抗为10000欧姆，开路状态

进入“Solve/Run”菜单，点击“FEKOSolver”，提交计算。

计算完成之后，启动PostFEKO，显示两种情况下的RCS，如下图。

从图中可以看出，在正入射情况下，模式项RCS的贡献也比较大，所以要尽量采取措施，减少天线的模式项RCS.

图18包含模式项的RCS显著高于仅有结构项的RCS（高4.7dB）

可以通过对端口匹配，阵列天线的带外匹配技术，减低天线模式项RCS，从而降低整个天线的雷达散射截面积。