FEKO实例教程

### FEKO实例教程知识点概述 #### 一、引言 FEKO是一款强大的电磁场仿真软件，广泛应用于天线设计、雷达散射截面(RCS)分析、电磁兼容性(EMC)评估等领域。本教程通过一系列实例介绍了FEKO的基本用法和高级功能，帮助初学者快速掌握软件操作技巧。 #### 二、双极子示例 ##### 2.1 双极子 - **定义**: 双极子是最简单的天线形式之一，由两条长度相等、方向相反的导体组成。 - **建模**: 在FEKO中创建一个简单的双极子模型，并设置工作频率为特定值。 - **网格划分**: 使用FEKO内置的网格划分工具对模型进行网格划分，确保计算精度。 - **求解**: 设置求解参数，运行模拟计算双极子的远区辐射特性。 - **结果**: 分析并展示双极子的辐射模式、增益、效率等关键性能指标。 ##### 2.2 结果 - **辐射模式**: 双极子具有典型的圆锥形辐射模式，即垂直于双极子轴线的方向辐射最强。 - **增益**: 计算得到的增益值与理论值进行比较，验证模型准确性。 - **效率**: 评估双极子的辐射效率，了解损耗情况。 #### 三、双极子前的立方体 本部分通过改变双极子周围环境来研究其辐射特性的变化。 ##### 3.1 双极子与理想电导体(PEC)立方体 - **模型**: 在双极子前方放置一个理想的电导体(PEC)立方体。 - **分析**: 模拟双极子在PEC立方体存在时的辐射特性，观察反射效应。 - **结果**: 分析反射对双极子辐射模式的影响。 ##### 3.2 双极子与损耗金属立方体 - **模型**: 将PEC立方体替换为具有实际金属特性的损耗金属立方体。 - **分析**: 考察损耗对双极子辐射性能的影响。 - **结果**: 通过对比不同材料的立方体，理解材料属性对辐射性能的具体作用。 ##### 3.3 双极子与介质立方体 - **模型**: 将PEC或金属立方体替换为介质立方体。 - **分析**: 探究介质对双极子辐射模式的影响。 - **结果**: 展示介质立方体如何改变双极子的辐射特性。 ##### 3.4 结果比较 - **对比分析**: 对比三种不同环境下双极子的辐射模式和效率，理解环境因素对天线性能的影响。 #### 四、薄介质片的雷达散射截面(RCS) ##### 4.1 介质片 - **定义**: 研究一个薄介质片的RCS特性。 - **建模**: 创建介质片模型，并设置相应的介电常数和厚度。 - **求解**: 设置入射波条件，计算RCS值。 - **结果**: 分析介质片的RCS随入射角度的变化规律。 ##### 4.2 结果 - **RCS**: 绘制不同入射角度下的RCS曲线图，观察介质片RCS随角度的变化趋势。 - **分析**: 通过结果分析介质片对电磁波的散射特性及其与材料参数之间的关系。 #### 五、介质球的RCS及近场 ##### 5.1 介质球 - **定义**: 研究一个介质球的RCS及近场分布。 - **建模**: 创建介质球模型，并设置相应的介电常数和尺寸。 - **求解**: 设置入射波条件，计算RCS值及近场分布。 - **结果**: 分析介质球的RCS及近场分布特征。 ##### 5.2 结果 - **RCS**: 展示介质球的RCS随入射角度的变化情况。 - **近场分布**: 分析介质球周围的电场强度分布，理解近场区域的电磁场特性。 #### 六、有限导电率球的屏蔽因子 ##### 6.1 有限导电率球 - **定义**: 研究一个具有有限导电率的球体作为屏蔽器的效果。 - **建模**: 创建一个具有特定导电率的球体模型。 - **求解**: 设置入射波条件，计算屏蔽因子。 - **结果**: 分析有限导电率球体的屏蔽效果。 ##### 6.2 结果 - **屏蔽因子**: 计算不同入射角度下球体的屏蔽因子，评估其屏蔽性能。 #### 七、肌肉组织中的电磁暴露 ##### 7.1 双极子与肌肉组织 - **定义**: 研究双极子天线辐射对人体肌肉组织的影响。 - **建模**: 创建双极子和肌肉组织模型。 - **求解**: 设置人体组织的生物物理参数，如介电常数和电导率，计算电磁场分布。 - **结果**: 分析双极子天线在肌肉组织内部产生的电磁场分布。 ##### 7.2 结果 - **电磁场分布**: 绘制肌肉组织内电磁场强度分布图，评估人体安全暴露限值。 #### 八、有限地面上的单极子天线 ##### 8.1 单极子天线与有限地面 - **定义**: 研究单极子天线位于有限大小地面上时的辐射特性。 - **建模**: 创建单极子天线模型，并设置地平面的尺寸。 - **求解**: 设置求解参数，计算辐射特性。 - **结果**: 分析有限地面条件下单极子天线的辐射模式、增益等性能。 ##### 8.2 结果 - **辐射模式**: 展示有限地面条件下单极子天线的辐射模式。 - **增益**: 比较有限地面与无限地面条件下单极子天线的增益差异。 #### 九、雅吉-乌达天线上方的实际地面 ##### 9.1 雅吉-乌达天线与地面 - **定义**: 研究雅吉-乌达天线位于实际地面上方时的辐射特性。 - **建模**: 创建雅吉-乌达天线模型，并设置地面参数。 - **求解**: 设置求解参数，计算辐射特性。 - **结果**: 分析实际地面条件下雅吉-乌达天线的辐射模式、增益等性能。 ##### 9.2 结果 - **辐射模式**: 展示实际地面条件下雅吉-乌达天线的辐射模式。 - **增益**: 分析实际地面如何影响雅吉-乌达天线的增益。 #### 十、微带贴片天线 ##### 10.1 针馈式微带贴片天线 - **定义**: 研究针馈式的微带贴片天线。 - **建模**: 创建针馈式微带贴片天线模型。 - **求解**: 设置求解参数，计算辐射特性。 - **结果**: 分析针馈式微带贴片天线的辐射模式、带宽等性能。 ##### 10.2 针馈式多层格林函数模型 - **定义**: 使用多层格林函数方法分析针馈式微带贴片天线。 - **建模**: 创建基于多层格林函数的模型。 - **求解**: 设置求解参数，计算辐射特性。 - **结果**: 分析基于多层格林函数方法的针馈式微带贴片天线性能。 ##### 10.3 边馈式多层格林函数模型 - **定义**: 使用多层格林函数方法分析边馈式微带贴片天线。 - **建模**: 创建基于多层格林函数的模型。 - **求解**: 设置求解参数，计算辐射特性。 - **结果**: 分析基于多层格林函数方法的边馈式微带贴片天线性能。 ##### 10.4 不同模型的结果比较 - **对比分析**: 对比针馈式、边馈式以及不同格林函数方法下微带贴片天线的辐射模式、带宽等性能。 #### 十一、接近耦合微带馈电贴片天线 ##### 11.1 圆形贴片 - **定义**: 研究接近耦合微带馈电的圆形贴片天线。 - **建模**: 创建圆形贴片天线模型，并设置微带馈电结构。 - **求解**: 设置求解参数，计算辐射特性。 - **结果**: 分析接近耦合微带馈电圆形贴片天线的辐射模式、带宽等性能。 ##### 11.2 结果 - **辐射模式**: 展示接近耦合微带馈电圆形贴片天线的辐射模式。 - **带宽**: 分析接近耦合微带馈电圆形贴片天线的带宽特性。 #### 十二、有限地面上的介质谐振器天线 ##### 12.1 带模态端口的介质谐振器天线 - **定义**: 研究位于有限地面上的介质谐振器天线(DRA)，并使用模态端口进行馈电。 - **建模**: 创建DRA模型，并设置地平面的尺寸。 - **求解**: 设置求解参数，计算辐射特性。 - **结果**: 分析有限地面条件下DRA的辐射模式、增益等性能。 ##### 12.2 结果 - **辐射模式**: 展示有限地面条件下DRA的辐射模式。 - **增益**: 比较有限地面与无限地面条件下DRA的增益差异。 #### 十三、分叉双极子天线 ##### 13.1 分叉双极子模型 - **定义**: 研究分叉双极子天线。 - **建模**: 创建分叉双极子天线模型。 - **求解**: 设置求解参数，计算辐射特性。 - **结果**: 分析分叉双极子天线的辐射模式、增益等性能。 ##### 13.2 结果 - **辐射模式**: 展示分叉双极子天线的辐射模式。 - **增益**: 分析分叉双极子天线的增益。 #### 十四、不同的喇叭天线馈电方式 本部分探讨了多种不同的喇叭天线馈电方式，包括线馈、波导馈电和孔径馈电。 ##### 14.1 线馈 - **定义**: 研究线馈的喇叭天线。 - **建模**: 创建线馈喇叭天线模型。 - **求解**: 设置求解参数，计算辐射特性。 - **结果**: 分析线馈喇叭天线的辐射模式、增益等性能。 ##### 14.2 波导馈电 - **定义**: 研究波导馈电的喇叭天线。 - **建模**: 创建波导馈电喇叭天线模型。 - **求解**: 设置求解参数，计算辐射特性。 - **结果**: 分析波导馈电喇叭天线的辐射模式、增益等性能。 ##### 14.3 孔径馈电 - **定义**: 研究孔径馈电的喇叭天线。 - **建模**: 创建孔径馈电喇叭天线模型。 - **求解**: 设置求解参数，计算辐射特性。 - **结果**: 分析孔径馈电喇叭天线的辐射模式、增益等性能。 ##### 14.4 不同模型的结果比较 - **对比分析**: 对比线馈、波导馈电和孔径馈电下喇叭天线的辐射模式、增益等性能。 #### 十五、微带滤波器 ##### 15.1 微带滤波器 - **定义**: 研究微带滤波器的不同实现方式。 - **建模**: 创建不同类型的微带滤波器模型。 - **求解**: 设置求解参数，计算传输特性。 - **结果**: 分析不同实现方式下的微带滤波器的插入损耗、带宽等性能。 #### 十六、双极子前的UTD/GO/PO板 本部分研究双极子前方放置不同类型的板(UTD/GO/PO)对其辐射特性的影响。 - **模型**: 创建双极子与不同板的组合模型。 - **分析**: 模拟双极子在不同板存在时的辐射特性。 - **结果**: 分析不同板对双极子辐射模式的影响。 以上内容涵盖了FEKO实例教程中的主要知识点，旨在帮助用户全面了解FEKO的功能特点及其在复杂电磁环境仿真中的应用。