。
。
一般大于三四个波长的物体,一般的服务器就算不动了。所以,做小天线FEM特别适合,电大尺寸的东西就呵呵了。FIT,有限积分,CST是我用过的最好用的电磁仿真软件,不得不说德国人做事就是认真,好多好多细节都考虑到了,而且建模的逻辑也很清晰。CST计算一般尺寸的喇叭天线基本没问题,也可以用来计算稍微大一点的物体的RCS,但是大于10个波长,它肯定也是没戏的。个人感觉CST是特别好的天线仿真软件,算的快、准确,比HFSS强多了。最后隆重介绍一下神一样存在的FEKO。FEKO最核心的算法是MOM,MOM最大的特点就是三角形的网格划分,理论上可以对任何形状的物体进行精确的网格划分,但是不得不吐槽一下FEKO的网格划分功能,太折磨人了/(ㄒoㄒ)/~~。MOM算法其实就是对Z矩阵的求解,非常耗时间和硬件,建议用MATLAB编写。FEKO里面还集成了快速多极子、PO、GO、UTD等各种算法,最新版本把FDTD也给加进去了,这是要通吃的节奏啊。我用的最多的是快速多极子算法,它可以用来算大尺寸物体的RCS,很快,而且比PO要精确地多。一、场”与“路”的区分世上本无“路”,“场”近似得多了就变成了“路”。
理论上,所有电工问题都可以由场论解决,但忽略了“场”在“路”尺寸上传播造成的相位差后,于是“路”把电磁参数固化到器件特性中成为集总参数,就可使用比麦大神(麦氏方程)简单无数倍的方法对电特性进行求解。当然,这一切的近似,归功于模型尺寸远小于电磁波的波长。一句话总结:元件尺寸远小于电磁波的波长(电小尺寸),使用“路”(集总参数/准静态)的仿真软件。二、全波仿真算法的选择在无法满足电小尺寸时,难以使用集总参数解决问题,就必须使用场论。
然而,用麦大神的方法怎样都不如基大神(基尔霍夫)的解法来得舒服,各路小神们看不下眼,基于麦大神的理论,用数值算法代替数学解析式,从而用电脑把人脑解放出来,解决民间疾苦。于是,就有了我们现在熟得不能再熟的矩量法(MoM)、时域有限差分(FDTD)法、有限元法(FEM)、传输线矩阵法(TLM)和部分元等效电路(PEEC)等全波算法。现有的全波仿真商业软件没有跑出这些算法的圈子,因此了解了这些算法的特性,也就知道如何选用恰当的商业仿真软件:MoM将导体分成电小尺寸单元,通过计算所有导体单元上的电流(常数),得到所有导体电流单元总体产生的电磁场;FDTD将仿真对象对应的空间区域分割成电小尺寸的体积元,假设各体积元内的场为常数。通常使用脉冲作为激励函数,模型可得到宽带响应;FEM将空气和其他所有材质分割成电小尺寸单元,假设每个单元内部的场为常数,使用变分技术求解麦克斯韦方程组;TLM将建模对象区域划分成多个电小尺寸单元,每个单元对应一个三维传输线节点,每个节点上的传输/反射可以由节点阻抗得出;PEEC将所有变化单元间场的关系替换为电路的关系,单元之间通过局部的互电感和互电容相连,总体电路进行仿真,然后将求解的电流和电压参数转化为场。一张表总结现在强大的全波软件仿真工具层出不穷,但如果使用不当,实际效果与仿真预测可能会相差十万八千里哦。
以上内功心法虽然是电磁仿真的基础之基础,但也提醒各路神通在秀仿真神技时能够hold住,不要犯下低级错误。
(图片来源网络,侵删)
0 评论