FEKO应用2圆波导圆极化天线Word下载.docx

FEKO应用2圆波导圆极化天线Word下载.docx

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freq=12.5e9

工作波长：

lam=c0/freq

波导波长：

lam_w=0.0293

圆波导半径：

wg_r=0.51*lam

圆波导高度：

wg_L=2*lam_w

开口圆喇叭开口半径：

horn_r=lam

开口圆喇叭底部半径：

horn_r0=0.65*lam

开口圆喇叭高度：

horn_L=3.05*lam

图2：

变量定义

2.2：

模型建立：

圆波导天线模型建立：

点击菜单“Construct”，选择“Cylinder”，弹出“CreateCylinder”对话框：

在“Geometry”标签：

Basecentre（B）:

（U:

0.0;

V:

N:

-wg_L-horn_L）

Radius（R）：

wg_r

Height（H）：

wg_L

Label：

waveguide

点击“Create”;

点击“F5”快捷键，在3D视图中适中显示模型。

图3：

定义圆波导天线波导部分

点击菜单“Construct”，选择“Cone”，弹出“CreateCone”对话框：

-horn_L）

BaseRadius（Rb）：

horn_r0

horn_L

Topradius（Rt）:

horn_r

flare

图4：

在左侧树型浏览器中，展开“Model->

Geometry”节点，同时选中新建的模型“waveguide”和“flare”，点击鼠标右键“Apply->

Union”（或直接点击键盘的U键），把新生成的模型更名为“horn”；

在左侧树型浏览器中，选中模型“horn”，点击鼠标右键，选择“Apply->

Simplify”，弹出“Simplifygeometry”对话框，采用默认设置，进行模型冗余处理，（会删除模型waveguide和flare中间的公共面-因为该面的前向和后向区域材料相同，且该面的属性也与前后向区域材料相同）；

在3D视图中，选中新建模型horn的顶部面元（z=0的面），点击鼠标右键，选择“Del”，删除该面元;

图5：

删除顶部面元

在3D视图区域，进入面选模式（光标定在模型的某一面上，依次点击鼠标左键，可以在体选、面选上自动切换），选中新建喇叭天线“horn”的最底部面元（z=-（wg_h+horn_L）的面元），点击鼠标右键，选择“Properties”，弹出“Faceproperties”对话框：

进入“Meshing”标签：

勾选：

Localmeshsize

Meshsize:

lam/15

点击“OK”按钮。

图6：

定义波导端口网格

2.3：

设定波导端口：

在3D视图区域，把模型移动和缩放到适合的角度，点击鼠标左键自动切换到面选模式，选中新建圆波导天线底部面元（z=-（wg_h+horn_L）的面元），点击鼠标右键，选择“Createport->

Waveguideport”，弹出“Createwaveguideport”对话框：

图7：

定义波导端口

不勾选“Propagationdirectionoppositetonormal”，目的是要使得该面添加的波导信号是向里传播的，即：

红色箭头朝里。

Label:

Port1

点击“Create”

图8：

2.4：

电参数设置：

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“Waveguideexcitation”，弹出“Addwaveguideexcitation”对话框：

选择：

Excitefundamentalmodeonly

Fundamentalmode:

Magnitude:

1.0

Phase:

0

Rotation:

点击Add

WaveguideExcitation1

图9：

定义端口激励

90

WaveguideExcitation2

点击“Create”。

图10：

求解设置：

在“Configurationspecific”中，选中“Requests”点击鼠标右键选择“Farfields”，弹出“Requestfarfields”对话框：

点击“3DPattern”按钮；

修改theta的Increment：

2

Phi的Increment：

5.0

Label：

ff3D

点击“Create”。

图11：

远场方向图求解设置-3DPattern

2.5：

网格划分：

点击菜单“Mesh->

Createmesh”弹出“Createmesh”对话框，设置如下：

网格剖分方法Meshsize:

Custom

三角形单元尺寸：

Trianglesedgelength:

lam/8

点击：

Mesh生成网格。

图12：

定义网格划分

2.6：

设置计算方法

点击菜单“Solve/Run”中的“SolverSettings”，弹出“SolverSettings”对话框，进入“MLFMM/ACA”标签：

Solvemodelwiththemultilevelfastmultipolemethod（MLFMM）

点击“OK”

图13：

设置计算方法为MLFMM

2.7：

提交计算：

进入菜单“Solve/Run”，点击“FEKOSolver”，提交计算。

可以选择并行模式（有指导老师演示如何设置并行或查看相应的手册说明-如：

“FEKO软件安装中文手册”）。

2.8：

后处理显示结果：

计算完成之后，点击“Solve/Run”菜单中的“PostFEKO”或快捷键“Alt+3”，启动后处理模块PostFEKO显示结果。

显示2D结果：

在“Home”菜单，点击“Cartesian”，进入直角坐标系“CartesianGraph1”，点击“Farfield->

ff3D”，会在直角坐标系中直接显示phi=0度极化平面上的2D增益方向图，在右侧控制面板的Traces区域，自动生成ff3D，选中Trace：

ff3D，在控制面板中进行设置：

可以看到并修改为：

Independentaxis（Horizontal）:

Theta（wrapped）

Fixed-Phi:

0deg（wrapped）

LHC

dB

图14：

XOZ平面辐射方向图-左旋圆极化

在右侧控制面板的Traces区域，选中ff3D，点击快捷键“Ctrl+K”复制成ff3D_1，选中ff3D_1，在右侧控制面板中，修改设置为：

RHC

图15：

XOZ平面辐射方向图-右旋圆极化

在“Home”菜单，点击“Cartesian”，进入直角坐标系“CartesianGraph2”，点击“Farfield->

ff3D”，在右侧控制面板的Traces区域，自动生成ff3D，选中Trace：

90deg（wrapped）

图16：

YOZ平面辐射方向图-左旋圆极化

在右侧控制面板的Traces区域，选中ff3D，点击鼠标右键，选择“Duplicatetrace”复制成ff3D_1，选中ff3D_1，在右侧控制面板中，修改设置为：

图17：

YOZ平面辐射方向图-右旋圆极化

显示该波导结构的模式：

在“Home”菜单，点击“Outfile”中的“Circular_waveguide_TE11_LHC.out”文件，直接打开该文件，拉动右侧的滑动条，显示如下内容：

图18：

模式分布

进入“Home”菜单，点击“Saveproject”，保存计算结果文件为：

“Circular_waveguide_TE11_LHC.pfs”，关闭Postfeko。

2.9：

高次模圆极化-修改设置：

在CadFEKO中，始菜单的“Saveas”按钮，把工程“Circular_waveguide_TE11_LHC.cfx”另存为“Circular_waveguide_TE21_LHC.cfx”。

2.9.1：

修改激励设置

在左侧树型浏览器，切换到“Configuration”，展开“Global->

Sources”节点，删除“WaveguideExcitation2”，双击已经建立的“WaveguideExcitation1”，弹出“Modifywaveguideexcitation”对话框：

Specifymodesmanually

按照下述列表中的值进行设置

No

Type

m

n

Magnitude

Phase

Rotation

1

TE

90

45

点击“OK”。

图19：

修正激励设置

2.10:

提交计算

2.11：

图20：

在右侧控制面板的Tr