FEKO应用5_喇叭天线及阵列仿真.

FEKO应用5：矩形喇叭天线仿真

内容：矩形喇叭天线及其阵列仿真

一、模型描述

天线模型描述：

天线形式为：矩形喇叭天线

馈电方式是：波导端口+波导激励

图1 喇叭阵列天线

计算项目：

计算天线单元的辐射和空间辐射场强，采用MoM求解器。

计算天线阵列（3x3）的辐射，采用MoM的DGFM技术

二、主要流程：

启动CadFEKO，新建一个工程：horn.cfx，在以下的各个操作过程中，可以即时保存做个的任何修正。

2.1：定义长度单位：默认为m

点击菜单“Home”中的图标按钮“Model unit”，在“Model unit”对话框中，选择cm；

图2设置模型单位

2.2：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=1.645e9

工作波长：lam=c0/freq/0.01

波导截面长边尺寸：wa=12.96

波导截面窄边尺寸：wb=4.86

波导高度：wl=30.2

开口喇叭长边尺寸：ha=55

开口喇叭窄边尺寸：hb=42.80

开口喇叭长度：hl=46

2.3：模型建立：

天线模型建立：点击菜单“Construct”，选择“cuboid”，弹出“Create Cuboid”对话框：

图3建立波导模型

Definition methods: Base corner, width, depth，height ***采用默认设置Base centre (C)：U: -wa/2, V: -wb/2, N: -wl

Width(W) : wa

Depth(D): wb

Height (H): wl

Label: waveguide_section

点击“Create”按钮

点击菜单“Construct”，选择“Flare”，弹出“Create Flare”对话框：Definition methods: Base centre, width, depth, height, top width,top*** Base centre(C): U: 0.0, V:0.0, N:0.0

Bottom width(Wb): wa

Bottom depth(Db): wb

Height (H): hl

Top width (Wt): ha

Top depth (Dt): hb

Label: horn

点击“Create”

图4 定义喇叭模型

在左侧树型浏览器的“Model -> Geometry”中，同时选中新建立的模型，点击鼠标邮件，选择“Apply -> Union”，把生成的模型更名为“horn”;

选中模型horn，点击鼠标右键，选择“Apply -> Simplify”，对模型进行冗余面的处理；

在3D视图中，选中模型的喇叭天线顶部的面，点击鼠标右键选择“delete”，形成开口。

2.4：天线端口设置：

在左侧树型浏览器的“Model->Geometry”中选择“horn”，在其“details”树浏览器中展开“Faces”节点，选择喇叭底部的面“Face??”，点击鼠标右键选择“Create port->Waveguide port”，在弹出的对话框“Create waveguide port”中，采用默认设置，Label为Port1，点击“Create”。

2.5：电参数与求解设置：

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“Waveguide Source”，弹出“Add waveguide source”对话框，采用默认设置，点击“Create”。

图5 定义波导激励

辐射远场设置：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：

图6定义3D方向图

点击“3D pattern”，修正步长“Increment”中Theta的值为1，Label：ff3D，点击Add；

点击“Vertical cut (UN plane)”按钮，修正步长“Increment”中Theta的值为1，label：

ffXOZ，点击“Create”。

图7定义XOZ平面方向图

辐射近场设置：在“Configuration specific”中，选中“Requests”点击鼠标右键选择“Near fields”，弹出“Request near fields”对话框：

Start：（U: -27.5，V:-21.4, N: 46.1）

End: (U: 27.5, V: 21.4, N: 46.1)

Increment: U: lam/10, V: lam/10

Label: nf_z0

点击“Add”

图8定义口面近场

Start：（U: -3*lam，V:0.0, N: 0.0）

End: (U: 3*lam, V:0.0, N: 60*lam)

Increment: U: lam/10, V:0.0, N:lam/8

Label: nf_xoz

点击“Create”