大型抛物面天线的FEKO仿真计算概要

馈源方向图可以作为激励引入。

大型抛物面天线的FEKO仿真计算

发表时间：2009-8-8 作者: 陈鑫*余川来源: 安世亚太

关键字: FEKO 仿真抛物面天线方向图

本文利用FEKO 软件仿真计算得到了抛物面天线的方向图。在仿真过程中将喇叭馈源生成的方向图做为激励加入， FEKO 软件的这一特点不但提高了计算速度、节约了所需要的系统资源，也为进一步对抛物面天线阵的仿真打下了基础。

1 前言

在电子对抗、跟踪遥测等工程应用领域内，由于抛物面天线具有发射功率大、副瓣较低、结构简单易加工、相关技术较成熟等优点，常常被选做发射天线或者阵列单元。

在频率较高频段，特别是C 波段以上的频段，其波长已经在10 厘米以内，对于直径在一米以上的大型抛物面天线或者天线阵列来说，市面上其他电磁场仿真软件在对于电大天线的仿真计算能力很弱，有些根本无法计算，而FEKO 软件恰恰弥补了这一空白。

本文利用FEKO 软件仿真计算得到了直径为110 厘米的抛物面天线方向图（X 波段），在仿真过程中将喇叭馈源生成的方向图数据文件做为激励加入，抛物面表面采用PO 算法，大大提高了计算效率，节省了所需硬件资源，为进一步对抛物面天线阵的仿真打下了基础。

2 馈源仿真计算

对于传统前馈抛物面的仿真，一般都是将喇叭馈源和抛物面整体建模、整体计算的方法。在计算机硬件资源和时间允许的情况下，其优点是操作简单，直接得出计算结果；但是如果需要计算天线阵列或者更大的抛物面天线，也许对于计算机资源要求就太高，往往无法满足需要。因此，我们首先用SABOR 软件快速设计喇叭几何尺寸，计算喇叭的大致远场方向图和增益（图1）。在FEKO 中用MLFMM 计算该尺寸的喇叭方向图，如图2 所示，计算结果与设计一致，满足下一步计算要求。

图1 喇叭设计尺寸和预计增益

图2 FEKO 计算喇叭馈源方向图

3 抛物面仿真计算

得到馈源数据文件后，以激励的方式将文件导入抛物面模型中，馈源位于抛物面焦点处，如图3所示。抛物面计算过程中在Meshes 处选用PO 算法，这样在X 频段范围内可以提高计算效率，减少硬件资源占用量，例如在该模型中，FEKO 进行运算只需要内存20M 左右。经过计算得到抛物面天线远场方向图，增益＞35dB, 副瓣电平低于主瓣约25dB，达到了设计要求。抛物面天线远场方向图见图4所示。

图3 抛物面仿真示意图

图4 抛物面仿真方向图

4 结论

本文利用FEKO 软件对X 波段抛物面天线进行仿真计算。在计算过程中，使用喇叭馈源方向图做为激励源来照射抛物面，大大减小了计算过程中计算机资源占用量，提升了计算效率。使得在个人PC 机上计算抛物面天线阵列（例如：由抛物面单元组成的5 米×5 米左右的天线阵列）成为可能。