FEKO应用13_复杂材料棱柱体RCS

1、FEKO 应用13：隐身仿真应用系列内容：复杂材料棱柱体单站RCS一、模型描述1.1模型描述：图1a：复杂材料棱柱体-全模型示意图图1b：参考文献三棱柱模型尺寸：高度：H=1个波长边长：L=1个波长顶角角度：Angle=40 度材料分界位置位于三角形的重心材料属性：PEC Diel_1 复数介电常数：4 j 0.3复数磁导率：1.2 j 0.6Diel_2 复数介电常数：1.4 j 0.71.2计算方法描述：工作频率8.0 GHz时，分别采用MoM+SEP、MoM+VEP和FEM方法；1.3 计算项目：计算该目标体的单站RCS;垂直极化（VV）图1c：极化方式-垂直极化VV（右图）二、主要流程

2、：启动CadFEKO，新建一个工程：composed_PEC_Mag_Diel_Prism_monoRCS_mom.cfx，在以下的各个操作过程中，可以即时保存做过的任何修正。2.1：定义变量：在CadFEKO中左侧的树型浏览器中双击“Variables”节点，依次定义如下变量：工作频率：freq=8.0e9工作波长：lam0 = c0/freq顶角角度：angle=40材料1复数介电常数-实部：epsr1_r=4材料1复数介电常数-虚部：epsr1_i=0.3材料1复数相对磁导率-实部：ur1_r=1.2材料1复数介电常数-虚部：ur1_i=0.6材料1介质损耗正切：tan1_d=epsr1

3、_i/epsr1_r材料1磁损耗正切：tan1_u=ur1_i/ur1_r材料2复数介电常数-实部：epsr2_r=1.4材料2复数介电常数-虚部：epsr2_i=0.7材料2介质损耗正切：tan2_d=epsr2_i/epsr2_r v图2：变量定义2.2：定义材料在树型浏览器中，双击“Media”节点，弹出“Create dielectric medium”对话框：在“Dielectric modelling”标签中:Relative permittivity: epsr1_rDielectric loss tangent: tan1_d在“Magnetic modeling”标签中：De

4、finition method: Frequency independentRelative permeability: ur1_rMagnetic loss tangent: tan1_uLabel：diel_1点击“Add”; 图3：定义介质材料diel_1在“Dielectric modelling”标签中:Relative permittivity: epsr2_rDielectric loss tangent: tan2_d在“Magnetic modeling”标签中：Definition method: Non magneticLabel：diel_2点击“Create”;图4：

5、定义介质材料diel_22.3：定义几个关键点（Named points）在左侧树型浏览器中，选中“Definitions”节点，点击鼠标右键，选择“Add point”，弹出“Add Point”对话框：Name: p1X: lam * sin(angle*pi/180/2)Y: 0Z: 0点击“Create”；Name: p2X:0 Y: lam * cos(angle*pi/180/2)Z: 0Name: p3把光标定在Point区域，按住键盘的Ctrl+shift键不放，点击已经定义的p1点，然后把X的值改成负值：X: -p1.xY: p1.yZ: p1.z点击“Create”图5：定

6、义三个关键点p1,p2,p32.4：模型建立：模型建立：点击菜单“Construct”，选择“Line”，弹出“Create line”对话框：在“Geometry”标签：把光标定在“Start point”区域，按住键盘的“Ctrl+Shift”键不放，鼠标点击p1关键点，光标自动下移到“End point”区域，鼠标点击p2关键点；Label：Line1点击“Add”图6：定义关键点p1与p2直线把光标定在“Start point”区域，按住键盘的“Ctrl+Shift”键不放，在3D视图中，鼠标点击圆心位置（会自动拾取到原心坐标值），光标自动下移到“End point”区域，鼠标点击p2

7、关键点；Label：Line2点击“Add”图7：定义关键点原点与p2直线把光标定在“Start point”区域，按住键盘的“Ctrl+Shift”键不放，在3D视图中，鼠标点击Line1线段的中点坐标值，光标自动下移到“End point”区域，鼠标点击p3关键点；Label：Line3点击“Create”图8：定义Line1的中点与p3直线在左侧树型浏览器中，展开“Geometry”节点，选中新生成模型中的“Line2”和“Line3”，点击鼠标右键，选择“Apply->Union”，新生成的模型名称为“Union1”。在左侧树型浏览器中，选中“Definitions”节点，点击鼠

8、标右键，选择“Add point”，弹出“Add Point”对话框：Name: p4把光标定在“Point”区域，同时按住键盘的“Ctrl+Shift”键盘不放，鼠标点击Line2与Line3的交点坐标值；点击“Create”；图9：关键点P4在左侧树型浏览器中，展开“Geometry”节点中，同时选中所有的模型：Line1，Line2和Line3，点击鼠标右键，选择“delete”，删除所有已定义的线模型；进入“Construct”菜单，点击“Polygon”，弹出“Create polygon”对话框：把光标定在“Corner1”区域；同时按住键盘的“Ctrl+shift”键不放，依次点

9、击P1,p4,p2；Label：Polygon1；点击“Add”；图10：创建多边形面Polygon1把光标定在“Corner1”区域，同时按住键盘的“Ctrl+shift”键不放，依次点击P1,p3,p4；Label：Polygon2；点击“Add”；图11：创建多边形面Polygon2把光标定在“Corner1”区域，同时按住键盘的“Ctrl+shift”键不放，依次点击P3,p2,p4；Label：Polygon3；点击“Create”；图12：创建多边形面Polygon3在左侧树型浏览器中，展开“Geometry”节点，同时选择已创建的所有模型“Polygon1”，“Polygon2”

10、，“Polygon3”，点击鼠标右键，选择“Apply->Union”，把新生成的模型更名为“base_face”；选中模型“base_face”，点击鼠标右键，选择“Apply->Sweep”，弹出“Sweep geometry”对话框：From: (U:0.0; V:0.0; N:0.0)To: (U:0.0; V:0.0; N: lam)点击“Create”；把新生成的模型更名为prism；图13：把面base_face法向拉伸成体选中模型“prism”，点击鼠标右键，选择“Transform->Translate”，弹出“Translate”对话框：From: (U:

11、 0; V: p4.y; N:0)To: (U: 0; V: 0; N: -lam/2)点击“OK”。图14：把模型prism平移选中模型“prism”，点击鼠标右键，选择“Transform->Rotate”，弹出“Rotate”对话框：Origin: (U: 0; V: 0.0; N:0.0)Axis direction : (U: 0; V: 0; N: 1)Angle degrees：90点击“OK”。图15：把模型prism绕Z轴旋转90度2.5：为模型赋材料属性：在3D视图中，点选图16所示的体，点击鼠标右键，选择“Properties”，弹出“Region properti

12、es”对话框：Region medium:Medium: diel_1点击“OK”按钮图16：为左图中的黄色体部分赋材料diel_1在3D视图中，点选图17所示的体，点击鼠标右键，选择“Properties”，弹出“Region properties”对话框：Region medium:Medium: diel_2点击“OK”按钮 图17：为左图中的黄色体部分赋材料diel_22.6：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“Solution frequency”对话框：选

13、择：Single frequency;Frequency (Hz): freq点击OK激励设置：在“Global”中，选中“Sources”点击鼠标右键选择“Plane Wave”，弹出“Add plane Wave excitation”对话框：选择：Loop over multiple directionStart: (Theta: 90, Phi: 0.0)End：(Theta: 90, Phi: 360.0)Increment: (Theta: 0.0; Phi: 1)Polarisation angle(degrees): 0.0Polarisation: LinearLabel:

14、PlaneWave_VV点击 “Create”按钮图18：定义入射平面波求解设置：在“Configuration specific”中，选中“Requests”点击鼠标右键选择“Far fields”，弹出“Request far fields”对话框：修正选择：Calculate fields in plane wave incident directionLabel：ff_scattering点击“Create”。 图19：远场方向图求解设置2.7：网格划分：点击菜单“Mesh->Create mesh”弹出“Create mesh”对话框，设置如下：网格剖分方法Mesh size

15、: Custom三角形单元尺寸：Triangles edge length: lam/10点击：Mesh 按钮生成网格。图20：定义网格划分2.8：提交计算：进入菜单“Solve/Run”，点击“FEKO Solver”，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）。2.9：后处理显示结果：计算完成之后，点击“Solve/Run”菜单中的“PostFEKO”，启动后处理模块PostFEKO显示结果。显示3D结果：在“Home”菜单中，点击“Far field->ff_scattering”，在右侧控制面板中，勾选：dB； 图21:3D 单站RCS显示显示2D结果：在“Home

16、”菜单，点击“Cartesian”，进入直角坐标系，点击“Far field->ff_scattering”，会在直角坐标系中直接显示theta=0度极化平面上的2D单站RCS，在右侧控制面板中：可以看到并修改为：勾选：dB 图22：垂直极化单站RCS进入“Home”菜单，点击“Save project”，保存计算结果文件为：“composed_PEC_Mag_Diel_Prism_monoRCS_mom.pfs”。不要关闭Postfeko。3.0：其他方法1（MoM+VEP法）：在CadFEKO中，点击起始菜单的“Save as”按钮，另存为“composed_PEC_Mag_Diel

17、_Prism_monoRCS_mom_VEP.cfx”.3.0.1求解方法设置：在3D视图中，点选图23所示的体，点击鼠标右键，选择“Properties”，弹出“Region properties”对话框：进入“Solution”标签:Solution method: MoM/MLFMM with volume equivalence principle(VEP)点击“OK”按钮 图23：为左图中的黄色体部分设置求解方法-VEP在3D视图中，点选图17所示的体，点击鼠标右键，选择“Properties”，弹出“Region properties”对话框：进入“Solution”标签:Solution method: MoM/MLFMM with volume equivalence principle (VEP)点击“OK”按钮 图24：为左图中的黄色体部分设置求解方法-VEP3.0.2网格生成：点击菜单“Mesh->Create mesh”弹出“Create mesh”对话框，设置如下：网格剖分方法Mesh size : Custom三角形单元尺寸Triangles edge length: lam/10四面体网格单元尺寸Tetrahedral edge length：lam/10点