说在前边26uuu

三大主流CAE软件

现在主流的三大电磁仿真软件分辨为：Altair公司的FEKO、ANSYS公司的HFSS以及达索公司的CST。三种软件的核默算法和典型应用场景相反，其中：1）FEKO基于矩量法以及多层快速多级子算法，愈加适用于电大尺寸以及开放场景的电磁诡计问题；2）HFSS基于有限元算法，愈加相宜于含有复杂雅致结构、有源电磁问题的精准仿真问题；3）CST基于有限积分法，与FDTD同属于时域方法，相宜于含复杂媒质、电大尺寸以及宽带电磁仿真问题。

自慰女孩

图片

三种电磁仿真软件所基于底层算法的疑望先容，作家如故在往期联系“诡计电磁学“的著作中作念了疑望的先容，感敬爱的读者不错移步相应著作，进行深化学习。

CAE联想师的你，有必要了解诡计电磁学吗？

电磁诡计方法的发展与商量

”一刀流“的郁闷

受限作家日常责任所靠近的仿真问题的类型，使用最为频频的照旧FEKO软件，但是思要作念到”一招鲜，吃遍天“，经常会以为有点未必应变，比如说“阵列天线-电大载体一体化仿真问题“，围绕着该类问题，作家前期还围绕着FEKO软件作念了许多二次开采的责任，针对诸如天线单位姿色不是出奇复杂以及阵元数量不是出奇多的情况，不错很好的处罚一体化仿果然问题，且具有较高的诡计恶果和诡计精度。感敬爱恶的读者不错移步相应著作，开展学习以及据此进行进一步的优化雠校。

相控阵天线建模用具升级（附源代码）

自恰当微带相控阵天线建模模块

今日线单位姿色比拟复杂，含有较多雅致结构的时候，使用FEKO进行天线阵列的仿真，拘谨性会成为一个格外头疼的问题，这一问题产生的主要原因来自于多层快速多极子算法（MLFMM）的先天劣势，这一劣势的深化评释需要对”矩阵表面“有着深化的意志，后续作家会以”专篇“的姿色疑望先容，此处不再赘述。另一方面，今日线阵元数量出奇多的时候（500以上），岂论是使用剧本建模照旧使用FEKO自带的”宏类库“进行自动建模，对诡计机图形处理才智要求较高，泛泛诡计机建模恶果较低。这两个问题严重放胆了FEKO处罚此类问题的使用范围。

图片

”二刀流“的尝试

但是，电磁仿真软件CST在处罚”大范围复杂阵列天线“电磁仿真则有着较为赫然的上风。一方面，CST基于时域有限积分方法，靠近相通的问题，拘谨性要赫然优于多层快速多极子算法；另一方面，CST2022版以后，增多了阵列天线自动建模功能，岂论是建模速率照旧操作的便利性王人十分优秀。

图片

因此，和洽CST软件处罚”大范围复杂天线阵列“诡计上风以及FEKO诡计开放空间电大尺寸主义的诡计上风，就不错很好的拓展上述此类问题的处罚范围。

图片

CST学习

CST的学习，借用B站博主”麦克斯火“的提议“有问题不要怕，先在bilibili上搜索联系视频，浏览一遍，查找CST内部的HELP文档（按F1）、标准次序（按F8）、灵通Macros找找有莫得思要的，柔和“麦克斯火”、“CST仿真大家之路”等公众号取得生手长途查稽察，上微波仿真论坛查查有莫得东谈主解答过相通肖似的问题......”，通过这段技艺围绕者CST开展的学习经过，作家知道该提议十分中肯。

图片

图片

但愿系统学习CST操作妙技的读者，不错通过下列衔尾，参加作家的“语雀-CST札记”界面进行学习，内部对CST的学习资源、使用流程中归来的妙技进行了整理纪录，经常更新。

https://www.yuque.com/liubing-uo8hz/fbrp2z/csii1e?singleDoc# 《萌新札记-CST》

受限于学习长途相对匮乏、从业东谈主员相对小众，CAE软件学习向来王人不是那么简便。正如往期著作所说，学习的战术应该照旧分为两类：1）围绕问题处罚；2）围绕体系构建。前者以问题处罚为第一要义，围绕仿真中的某个问题，看视频、看文档、按教程、问大家等等，各式方法“无所无须其极”，快速对问题进行定点爆破；后者节律则要稳重许多，急不得，以成为电磁CAE领域的“六边形战士”为主义，全场合精进“微波表面基础、软件使用方法、电磁诡臆度法、应用场景有贪图处罚”。明确资料的场合，少许点积存，剩下的就交给技艺。

图片

正文

基于CST-FEKO的电大尺寸复杂阵列天线+电大尺寸载体的一体化仿果然阶梯苟简如下：1）使用CST进行天线单位的联想与仿真；2）诓骗CST的阵列天线仿真模块，建模阵列天线并进行仿真；3）以阵列天线波束指向角为参量，进行波束扫描仿真，并保存流程文献；4）在CST中导出通盘扫描角现象下的近场数据；5）按照FEKO近场数据形态，对CST近场数据进行修改；6）FEKO调用修改后的近场数据，进行近场+电大尺寸载体的电性能仿真。

图片

STEP1

天线单位联想与仿真，不错径直在CST进行联想和优化，亦不错在HFSS开展联想与优化，并将优化后的模子导入CST。

图片

按照天线单位正本的材料属性，完成材料建筑、责任频率、界限条目、监视器等，便不错进行天线单位的仿真。

图片

天线单位的场合图性能以及匹配性能骄矜要求，即可开展阵列建模责任。

图片

图片

STEP2

1）在Hone-Simulation Project中遴荐ArrayTask:

图片

2）在shape中遴荐阵列排布的姿色，CST提供Diamond（菱形）、Hexagon（六边形）、Circle（圆形）、Ellipse（卵形）等多种排布姿色的遴荐，在Element in X（或Y）中设定X（或Y）场合单位数量，在Spacing in X（或Y）设定单位在X（或Y）场合间距。此外，CST复古导入.TSV形态文献进行天线阵列自界说排布：

图片

3）在Array视图中，CST复古将苟且天线单位建筑为Active（有模子，有激勉）、Passive（有模子、无激勉）、Empty（无模子、无激勉）：

图片

4）在Array视图中，建筑相控阵天线激勉模式，CST复古Uniform（一致分散）、Binomial（二项式分散）、Cosine（余弦分散）、Chebyshev（切比雪夫分散）、Taylor（泰勒分散）以及User Difined（自界说分散）。这属于天线分析与空洞方面的内容，思要跨越了解的不错参考阵列天线联系内容：

阵列天线分析与空洞基础（表面篇）

阵列天线分析与空洞基础（奉行篇）

庸碌使用Taylor分散进行空洞联想，Relative Sidelobe level （旁瓣电平）建筑为-30dB（按试验要求），在Amplitude View 不错稽察建筑后各个单位激勉的幅度。在Array视图中单击Creation Full Simulation Project，自动完周密尺寸大范围相控阵快速建模；

图片

图片

5）在全尺寸仿真模子中，通过建筑PAA_FA_SCANOHI（场合面扫描角）和PAA_FA_SCANTHETA（俯仰面扫描角）两个参变量，不错改变相控阵的扫描角度，CST自动改变每个天线单位的相位。在Simulation视图中，单击Field Monitor，遴荐E-Field和H-Field分辨添加电场和磁场监视器，并通过X_min、X_max、Z_Pos等建筑详情场监视器的不雅察范围：（补充仿真终结，图片完善）

图片

STEP3

建筑参数扫描，以PAA_FA_SCANTHETA为变量进行扫描。即不错仿真不同泊位的场合图。

图片

扫参结束后，不错对比稽察每一个波位一维仿真终结（如场合图弧线、S参数等）。使用终结浏览框，不错选择苟且扫参下的场合图一维诡计终结进行稽察。

图片

关于2D/3D近场数据，则只保存终末一个现象的仿真终结。

图片

后续需要提真金不怕火每一个波位的近场数据，用以与主义载体一体化仿真，因此，不错在诡计建筑中，勾选“store resault data in cache”，即可保存每一个波位的通盘仿真数据。

图片

在“SP—>阵列称号—>终结—>Cache”，不错稽察每一个扫参的流程文献，不错灵通相应文献，将对应波位下的近场数据（电场/磁场）终结导出。

图片

该方法不错提真金不怕火每一个波位的近场数据，但是内存占用会格外大，需要对仿真后数据进行实时算帐。

另外需要确认：文献退出再次参加后，会发现只好单位模子，此时阵列模子不错通过单位文献中Schematic，双击左侧模子树里的Tasks—>Array，灵通相应的阵列文献。

图片

STEP4

近场仿真终结导出：Post-Processing—>Export—>Plot Data，按照采样点隔断的要求，导出口径上电场/磁场的仿真终结。

图片

导出的近场数据如图所示，基本形态为：采样点坐标+采样点三重量实部/虚部数据。其与FEKO所需要的近场数据姿色基本一致。所不同的便是FEKO近场数据包含了数据确认的头文献以及具体数据的形态略有差异，稍加改革即可。

图片

图片

STEP5

按照FEKO近场文献的形态要求，使用简便的代码，对CST导出的近场数据（电场、磁场）进行形态诊疗。

clc;clear all;%% 数据读取path='E:\0_桌面文档\shiyan\patch\SP\hfe.txt';   %近场数据位置fid=fopen(path，'r');% 平移量tx = -47;ty = -31.8;tz = 0;% 平移变换矩阵T = [1 0 0 tx; 0 1 0 ty; 0 0 1 tz; 0 0 0 1];for t=1:2                              %跳过发轫文献确认    Emag=fgetl(fid);endformatspace='%f %f %f %f %f %f %f %f %f ';a=fscanf(fid，formatspace);              %数据读取a=reshape(a，[9，length(a)/9]);           %诊疗维度b=[a(1:3，:);ones(1，length(a))];         %将口径平移至相应位置b=T*b;a(1:3，:)=0.001*b(1:3，:);%% 诊疗形态fileID=fopen('nearfield.hfe'，'w');        %新建近场文献，存放诊疗完形态的数据fprintf(fileID，'%9.8E %9.8E %9.8E %9.8E %9.8E %9.8E %9.8E %9.8E %9.8E\n '，a);    %按形态要求，将数据写入近场文献fclose all;                             %关闭通盘文献

按照责任频率、采样点数量等信息，快要场数据的昂首确认部分补全。

图片

STEP6

将形态修改后的近场源数据，通过如下要教导入FEKO，即可开展等效源的性能仿真。

图片

基于导出的近场数据，使用FEKO诡计的远场场合图与CST中天线全波仿真终结进行对比，不错发现：基本趋势以及主波束增益大小基本一致，但是由于近场口径不是一个紧闭的曲面，因此总有漏波，两个之间在细节方面（尤其是大角度场合图）照旧有所差异。

图片

将电大载体导入FEKO，即可开展“近场等效源+电大载体”的一体化仿真，本案列受限于个东谈主诡计机的“算力”，仅以简便球动作载体，动作暗意，仿真终结如下。

图片

归来

本文基于CST-FEKO和洽仿真战术，先容了复杂结构阵列天线+电大尺寸主义的一体化仿真方法，同期动作CST学习的萌新札记，据此先容CST学习资源和学习战术。

图片

本站仅提供存储就业，通盘内容均由用户发布，如发现存害或侵权内容，请点击举报。