FEKO應(yīng)用12_金屬球錐體RCS

1、FEKO應(yīng)用12:隱身仿真應(yīng)用系列內(nèi)容：帶縫金屬球錐體單站RCS一、模型描述1.1 模型描述：圖1a：帶縫隙球錐體-全模型示意圖1.2 計(jì)算方法描述：工作頻率3GHzM,分別采用MoM+對稱和MLFMMT法由于采用多層快速多極子方法，滿足金屬封閉體，所以可以采用CFIE方法。水平極化狀態(tài)下，分別采用MoM+對稱與高階矩量法；1.3 計(jì)算項(xiàng)目：計(jì)算該金屬目標(biāo)體的單站RCS；垂直極化（VM與水平極化（HH圖1b:極化方式-水平極化HH（左圖）與垂直極化VV（右圖）二、主要流程：啟動(dòng)CadFEKO,新建一個(gè)工程：cone_sphere_gap_vv_3GHz_mom.cfx在以下的各個(gè)操作過程中，可

2、以即時(shí)保存做過的任何修正。2.1 :定義變量：在CadFEK砥左側(cè)的樹型瀏覽器中雙擊“Variables”節(jié)點(diǎn)，依次定義如下變量：工作頻率：freq=3e9長度縮放系數(shù)：in2m=0.0254工作波長：lam0=c0/freq圓錐體長度：cone_length=23.821*in2m縫隙長度：gap_length=0.25*in2m縫隙半徑：gap_radius=2.697*in2m球體部分半徑：sphere_radius=2.947*in2m網(wǎng)格剖分尺寸：mesh=lam0/10ConstructConfi時(shí)Mion工ta專*Dfihi-VuricO=contlength_23in2*piO

3、C,aS4l8781T6-l2frq-39(4p_l*ncth=0.25*in2m卬ndms=2897*in2i而=0.02541 wO-cQ*q=laaO/10uO=pi*4*Tpi=3141592653弼T932湖6wplk*r*_ra&iu5=2,947*in2mzfO=sqrI(*uD/epsO)圖2:變量定義2.2 :定義相對工作坐標(biāo)系在樹型瀏覽器中，雙擊“Workplanes”節(jié)點(diǎn)，或直接按鍵盤的F9鍵，彈出“Createworkplane”對話框：修改Uvector為：(X:0.0;Y:0.0;Z:-1)Label：workplane1點(diǎn)擊“Create”。Create work

4、ploncS3OriginxiQ出C14EVLdbsl iYurkplaj_b：l圖3:定義工作平面workplanel在左側(cè)樹型瀏覽器中，展開“Workplanes”節(jié)點(diǎn)，可以看到已經(jīng)定義的“workplanel”，選中“WOrkplanel”點(diǎn)擊鼠標(biāo)右鍵，點(diǎn)擊“SetasdefaultForlmlin*!，”際Lw”61加。XTGlobalX工IZaR*d*iXitiCneonetry盹FRt&hlhtF2Copy(d-ulxct)Ctrl+KPrfir圖4：設(shè)定workplanel為默認(rèn)工作坐標(biāo)系2.3 :模型建立：模型建立：點(diǎn)擊菜單“Construct，選擇“Cone彈出“Create

5、Cong對話框:BaseCentre(B):U:0.0,V:0.0,N:0.0Baseradius(Rb):sphere_radiusHeight(H):-cone_lengthTopradius(Rt):0Label：Cone1點(diǎn)擊“Create圖5:定義圓錐體部分點(diǎn)擊菜單Construct ，選擇 “Cylinder3，彈出 “CreateCylinder ” 對話框:在 “ Geometry” 標(biāo)簽:Base Centre(B) : U:0.0, V: 0.0, N: 0.0Radius(R): gap_radiusHeight(H): gap_lengthLabel: Cyliner1

6、點(diǎn)擊 “ Create ”Ccbri*tJue I T. Cone圖6:定義圓柱體部分PlanesStrLetiixi”，彈出 “ Create點(diǎn)擊菜單“Construct，選擇“SphereSphere”對話框:在“Geometry”標(biāo)簽:BaseCentre(B):U:0.0,V:0.0,N:gap_lengthRadius(R):sphere_radiusLabel:Spherel點(diǎn)擊 “ CreateCreme trr才叮皿她士Htir i f徑，hid*V DOV D.DI g* J ntrh.D: mensL wsspktrr itdius匚T，* 七4kii |C1-E4E面瓦圖

7、7:定義球體部分在左側(cè)樹型瀏覽器的“Geometry”節(jié)點(diǎn)中，選中新建的“Sphere/體模型，點(diǎn)擊鼠標(biāo)右鍵，選擇“Apply-Split”，彈出“Split”對話框：修正Origin:(U:0.0;V:0.0;N:gap_length)Plane：UV點(diǎn)擊按鈕“Create”；模型“Sphere/被分割成了兩部分為“Split_back1”和“Split_front1”選中“Split_back1（確認(rèn)刪除的為與圓錐和圓柱重疊的部分），點(diǎn)擊鍵盤的“Del”鍵，刪除該模型；選中“Split_front1，點(diǎn)擊鍵盤的功能鍵F2,把該模型更名為“Spherel”;圖8:切割球體在左側(cè)樹型瀏覽器中，

8、展開“Geometry”節(jié)點(diǎn)，選中新生成的所有模型“Cone1,Cylinder，“Sphere/,點(diǎn)擊鼠標(biāo)右鍵，選擇“Apply-Union”，把新生成的模型更名為“cone_sphere_with_gap選中該模型，點(diǎn)擊鼠標(biāo)右鍵，選擇“Apply-Simplify，彈出“Simplifygeometry”對話框，采用默認(rèn)設(shè)置，點(diǎn)擊“Create”;（目的是為了刪除球體與圓柱以及圓柱與圓錐之間的兩個(gè)冗余面-因?yàn)檫@兩個(gè)面前后的Region區(qū)域材料相同）圖9:刪除冗余面-Simplify2.4 :設(shè)定對稱:矩量法（MoM支持電對稱、磁又t稱，點(diǎn)擊菜單“Solve/Run”中的“Symmetry”

9、圖標(biāo)按鈕，彈出“Symmetrydefinition”對話框：X=0plane:NosymmetryY=0plane:GeometrysymmetryZ=0plane:Electricsymmetry（Z=0平面垂直于入射平面波電場極化方向）點(diǎn)擊“OK圖10:定義對稱面-幾何對稱、電對稱2.5 :電參數(shù)設(shè)置:在左側(cè)樹型瀏覽器中，由“Construct”切換到“Configuration”:工作頻率設(shè)置：展開“Global”，雙擊“Frequency”，彈出“Solutionfrequency”對話框：選擇：Singlefrequency;Frequency(Hz):freq點(diǎn)擊OK激勵(lì)設(shè)置：在

10、左側(cè)樹型瀏覽器中，展開“Workplanes”節(jié)點(diǎn)，選中“GlobalXY,點(diǎn)擊鼠標(biāo)右鍵，選擇“SetasDefault在“Global”中，選中“Sources”點(diǎn)擊鼠標(biāo)右鍵選擇“PlaneWavS,彈出“AddplaneWaveexcitation”對話框：選擇：LoopovermultipledirectionStart:(Theta:90,Phi:-180.0)End:(Theta:90,Phi:0.0)Increment:(Theta:0.0;Phi:1)Polarisationangle(degrees):0.0Polarisation:LinearLabel:PlaneWave1

11、點(diǎn)擊“Create”按鈕圖11：定義入射平面波求解設(shè)置：在Configurationspecific”中，選中Requests”點(diǎn)擊鼠標(biāo)右鍵選擇“Farfields彈出“Requestfarfields”對話框：修正選擇：CalculatefieldsinplanewaveincidentdirectionLabel：ff_scattering點(diǎn)擊“CreateCRequestfarfioldsro&itionSfiojtAiyyd.|JCAlculat#fialistsspacafi(d0Calculate1ellsinplsubwaveinciadentd*rectionLabeltt_s

12、catting圖12:遠(yuǎn)場方向圖求解設(shè)置2.6 :網(wǎng)格劃分：點(diǎn)擊菜單“Mesh-Createmesh”彈出“Createmesh”對話框,設(shè)置如下:網(wǎng)格剖分方法Meshsize:Custom三角形單元尺寸：Trianglesedgelength:mesh點(diǎn)擊：Mesh按鈕生成網(wǎng)格。UCreatemtshwHekti社l&L國All。SileciiGlobalneshsizesClobaJLwirer.玉usVir34.firadiu=HeshStoresettinesCactl圖13:定義網(wǎng)格劃分2.7 :提交計(jì)算:進(jìn)入菜單“Solve/Run，點(diǎn)擊“FEKOSolver提交計(jì)算?？梢赃x擇并行

13、模式（有指導(dǎo)老師演示如何設(shè)置并行）。2.8 :后處理顯示結(jié)果：計(jì)算完成之后，點(diǎn)擊“Solve/Run”菜單中的“PostFEKO,啟動(dòng)后處理模塊PostFEKO顯示結(jié)果。顯示3D結(jié)果：在“Hom3菜單中，點(diǎn)擊“Farfield-ff_scattering”，在右側(cè)控制面板中，勾選：dB;* 叫p,U Ir ,*#_，* 小工SImJv Cqfefi fivtlB 川3B Ti-w rviolliiffmr，ildj圖14:3D單站RCSS示顯示2D結(jié)果:在“Home菜單,點(diǎn)擊“Cartesian ”，進(jìn)入直角坐標(biāo)系，點(diǎn)擊“Farfield-ff_scattering工會(huì)在直角坐標(biāo)系中直接顯示t

14、heta=0度極化平面上的2D單站RCS在右側(cè)控制面板中:可以看到并修改為:勾選：dBIr-h mlh，圖15:垂直極化單站RCS進(jìn)入“Hom3菜單，點(diǎn)擊“Saveproject，保存計(jì)算結(jié)果文件為：cone_sphere_gap_vv_3GHz_mom.p偌。不要關(guān)閉Postfeko。2.9 :其他方法1(MLFMM+EF法)：在CadFEKO點(diǎn)擊起始菜單的“Saveas”按鈕，另存為“cone_sphere_gap_vv_3GHz_MLFMM.cfX.2.9.1 求解方法設(shè)置：由于MLFMMT法不支持電對稱、磁對稱，所以原來設(shè)定的電對稱不起作用。點(diǎn)擊菜單：“Solve/Run”中的“Sol

15、versettings，彈出“SolverSettings”對話框：進(jìn)入“MLFMM/AC南簽勾選：Solvemodelwiththemultilevelfastmultipolemethod(MLFMM)點(diǎn)擊“OK按鈕。Soksdtirgg-igiil.IMH/ACAFBH|gTO|Mith飆gjMM|口01*30也u呻蚪lUbb|11tlddaiuiME=WDTifrisitmH乳rfittt&Jiiiltilsvil門工t總由4ovth*dULFTUj：gtilv*Eddi-l31LLlu:epiF.CTGEl.ib.J-pi-3Hk4.1WLjAurn一通&弋tlElMiaoi力小力寶

16、訐-瓊式4Futbttw工過應(yīng)*玨制&fMDTfdiJi口4*】iiMt*i/*Dcnv-rh0iiFir/iUdI*Fast/LTM*b*TEELMai*fROE?TlfWIUouU:cLg電B#esizaLtfi:oatLe&L口UtdBfiiLltIjprWi*Tide-eUSlw方MsiltLiYWLanOtApLCcfMl! L 3a電工哲thI 0 a江妙幣丁*i o-Fcrrtfir 3* n oT Sij! r adj.ui=I 0Ccin*r IE Eph*r *_r ficiuEssla囪同旬ffldj工力？申 1rt ffintsLibel ac_p4.11i圖23：創(chuàng)建

17、縫隙體母線gap_path創(chuàng)建cone_path:在“Construct”菜單中，點(diǎn)擊“Createline,彈出“Createline”對話框：StartPoint:(U:0.0;V:sphere_radius;N:0.0)EndPoint:(U:-cone_length;V:0.0;N:0.0)Label:cone_path點(diǎn)擊“Create”圖24：創(chuàng)建圓車ft體母線cone_path在左側(cè)樹型瀏覽器中，展開“Geometry”節(jié)點(diǎn)，同時(shí)選中所有創(chuàng)建的線模型，點(diǎn)擊鼠標(biāo)右鍵，選擇“Apply-Union”，把新生成的模型更名為“base_path”;選中base_path，點(diǎn)擊鼠標(biāo)右鍵，選

18、擇“Apply-Spin，彈出“Spingeometry”對話框：Origin:(U:0.0;V:0.0;N:0.0)Axisdirection:(U:1.0;V:0.0;N:0.0)RotationAngledegrees:360點(diǎn)擊“Create”把新生成的模型更名為“cone_sphere_gap”；選中新生成的模型“cone_sphere_gap，點(diǎn)擊鼠標(biāo)右鍵，選擇“Apply-Simplify”，彈出“Simplifygeometry”對話框，確認(rèn)選項(xiàng)勾選“Removeedgesonmetalsurfaces,電擊Create,即可刪除母線，參考圖26操作；圖25:母線繞X軸旋轉(zhuǎn)成體

19、-SpinGSim-plrfygeometryPointsjrtntuixduitfh*trypointsESf/Wirc4dtltmb*11iurf&cnAd4a-E0dHtldelLric.wmasjR*fc*vewire；5i孰/id*metblre(iRmwwirt%inxid*ditlctricr、4，口r/.ig募*/R*iiiW4feeft-fbetven.tqualdi*ltclrier(ims金rTi-swithaeshE4i-Cr*t1Cued圖26:模型簡化（刪除母線）2.11.3 :設(shè)定對稱:點(diǎn)擊菜單“Solve/Run”中的“Symmetr/圖標(biāo)按鈕，彈出“Symme

20、trydefinition”對話框：X=0plane:NosymmetryY=0plane:GeometrysymmetryZ=0plane:Magneticsymmetry(Z=0平面平行于入射平面波電場極化方向)點(diǎn)擊“OK映CanedC SymiflfVy d+fioitiooPlues syranetryXO plua sjwUyT=fl plane gem.tric iywtt.ry ，ZaD plane圖27:定義對稱面-幾何對稱（Y=0平面）、磁對稱（z=0平面）2.11.4 :電參數(shù)設(shè)置:在左側(cè)樹型瀏覽器中，由“Construct”切換到“Configuration”:工作頻率設(shè)

21、置：展開“Global”，雙擊“Frequency”，彈出“Solutionfrequency”對話框：選擇：Singlefrequency;Frequency(Hz):freq點(diǎn)擊OK激勵(lì)設(shè)置：在“Global”中，選中“Sources”點(diǎn)擊鼠標(biāo)右鍵選擇“PlaneWavS,彈出“AddplaneWaveexcitation”對話框：選擇：LoopovermultipledirectionStart:(Theta:90,Phi:-180.0)End:(Theta:90,Phi:0.0)Increment:(Theta:0.0;Phi:1)Polarisationangle(degrees):

22、90.0Polarisation:LinearLabel:PlaneWavel點(diǎn)擊“Create”按鈕玲，Add|pl.irp-皿/aFrrtitioniSqjs-cc即wgnitilde:Suneii； 4*nt ww Q Ln州 v*r m心 tiol電 dir也rti直可Fclai： l iblion,亞(Iegj eejhl S)F114I耳七看白事/鼻JFolarisaticd.LtfthiFtd.Tbtaltn;eL3aptiLinearKihthmlrrtamfrlliptiealUliplKitr燈tDL)D.QLthelPLsoieffavt1CreCreatemesh”彈出

23、“Createmesh”對話框,設(shè)置如下:網(wǎng)格剖分方法Meshsize:Custom三角形單元尺寸：Trianglesedgelength:mesh點(diǎn)擊：Mesh按鈕生成網(wǎng)格。圖30:定義網(wǎng)格劃分2.11.6 :提交計(jì)算:進(jìn)入菜單“Solve/Run，點(diǎn)擊“FEKOSolver提交計(jì)算?？梢赃x擇并行模式（有指導(dǎo)老師演示如何設(shè)置并行）。2.11.7 :后處理顯示結(jié)果：計(jì)算完成之后，點(diǎn)擊“Solve/Run”菜單中的“PostFEKO,啟動(dòng)后處理模塊PostFEKO顯示結(jié)果。顯示3D結(jié)果：在“Hom3菜單中，點(diǎn)擊“Farfield-ff_scattering”，在右側(cè)控制面板中，勾選：dB;圖31

24、:3D單站RCSS示顯示2D結(jié)果：在“Home菜單，點(diǎn)擊“Cartesian”，進(jìn)入直角坐標(biāo)系，點(diǎn)擊“Farfield-ff_scattering工會(huì)在直角坐標(biāo)系中直接顯示theta=0度極化平面上的2D單站RCS在右側(cè)控制面板中:可以看到并修改為：勾選：dB0-10 金8L加0-HD-12Q-W-CT3flQPns Pfri dogml RE 陽宿刃 |尸舊小知|= = 1 QIHj Pim* Wx - K d*/ 嗔，1*9jjppjhh=為_旭，可jW-w* E 0 5 金】)圖32:垂直極化單站RCS進(jìn)入“Home菜單，點(diǎn)擊“Saveproject，保存計(jì)算結(jié)果文件為：cone_sph

25、ere_gap_hh_3GHz_mom.pfS。不要關(guān)閉Postfeko。2.12: 其他方法1(高階矩量法)：在CadFEKO點(diǎn)擊起始菜單的“Saveas”按鈕，把2.12.1 sphere_gap_hh_3GHz_mom.cfX另存為2.12.2 cone_sphere_gap_hh_3GHz_hobf_mom.cf文。2.12.3 :設(shè)定高階矩量法由于高階矩量法不支持電對稱、磁對稱，所以原來設(shè)定的電對稱不起作用。點(diǎn)擊菜單：“Solve/Run”中的“Solversettings，彈出“SolverSettings”對話框：在“General”標(biāo)簽勾選：SolveMoMwithhigher

26、orderbasisfunctions(HOBF)Elementorder:Order=3.5點(diǎn)擊“OK按鈕。iUWB/JikA,FilF1TQ4Ir1|ilLHBbFit-t*d4k*ida*!*4(irT,產(chǎn)&rtivklaKk1aHsritutcihMcie!Kfb.|p*FRIE4ik*Hin*W4fil*Db4ir*i:prciIQKpr-cht.aonLevIe4*4IXF|xr-ifPCFlfr-iki-iVifFAMChiQ.pv.1filt-iSrWr-4i4M-Hiw*a-.mLN1J*eM4E*4bm#9i-ilJSbyv7rwdtalHtr&fejrfill#iifftiHbs-iiii.livcrt-a.lvhi等far電*4-1,4C*彳.fll)(w1t-wtiinlTflFT!R*sniifwrrll-vkrnIvcilfdnviilfehUbrwlrbwiiimfMrtliivM4MDWI，*,Ord。=a.sRiMb1i*1.4ttt4ft.圖33:設(shè)置計(jì)算方法-HOBF2.12.4 :網(wǎng)格劃分:修改已經(jīng)定義的變量：mesh=lam0點(diǎn)擊菜單“Mesh-Createmesh”彈出“Createmesh”對話框,設(shè)置如下：網(wǎng)格剖分方法Meshsize:Custom三角形單元尺寸：T