FEKO应用2_圆波导圆极化天线概述.docVIP

FEKO应用2：天线系列 内容：圆波导圆极化天线 一、模型描述 1.1模型描述： 图1：波导圆极化天线-全模型示意图 1.2计算方法描述： 采用矩量法-MLFMM 1.3计算参数： 圆波导主模圆极化-TE11模式12.5GHz 高次模圆极化-TE21模式 15GHz 计算该类天线的圆极化辐射方向图。 二、主要流程： 启动CadFEKO，新建一个工程：Circular_waveguide_TE11_LHC.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=12.5e9 工作波长：lam = c0/freq 波导波长：lam_w=0.0293 圆波导半径：wg_r=0.51*lam 圆波导高度：wg_L=2*lam_w 开口圆喇叭开口半径：horn_r=lam 开口圆喇叭底部半径：horn_r0=0.65*lam 开口圆喇叭高度：horn_L=3.05*lam 图2：变量定义 2.2：模型建立： 圆波导天线模型建立：点击菜单“Construct”，选择“Cylinder”，弹出“Create Cylinder”对话框： 在“Geometry”标签： Base centre (B): (U: 0.0; V: 0.0; N: -wg_L-horn_L) Radius (R)：wg_r Height(H)：wg_L Label：waveguide 点击“Create”; 点击“F5”快捷键，在3D视图中适中显示模型。 图3：定义圆波导天线波导部分 点击菜单“Construct”，选择“Cone”，弹出“Create Cone”对话框： 在“Geometry”标签： Base centre (B): (U: 0.0; V: 0.0; N: - horn_L) Base Radius (Rb)：horn_r0 Height(H)：horn_L Top radius (Rt): horn_r Label：flare 点击“Create”; 图4：定义圆波导天线波导部分 在左侧树型浏览器中，展开“Model-Geometry”节点，同时选中新建的模型“waveguide”和“flare”，点击鼠标右键“Apply-Union”（或直接点击键盘的U键），把新生成的模型更名为“horn”； 在左侧树型浏览器中，选中模型“horn”，点击鼠标右键，选择“Apply-Simplify”，弹出“Simplify geometry”对话框，采用默认设置，进行模型冗余处理，（会删除模型waveguide和flare中间的公共面-因为该面的前向和后向区域材料相同，且该面的属性也与前后向区域材料相同）； 在3D视图中，选中新建模型horn的顶部面元（z=0的面），点击鼠标右键，选择“Del”，删除该面元; 图5：删除顶部面元 在3D视图区域，进入面选模式（光标定在模型的某一面上，依次点击鼠标左键，可以在体选、面选上自动切换），选中新建喇叭天线“horn”的最底部面元（z=-(wg_h+horn_L)的面元），点击鼠标右键，选择“Properties”，弹出“Face properties”对话框： 进入“Meshing”标签： 勾选：Local mesh size Mesh size: lam/15 点击“OK”按钮。 图6：定义波导端口网格 2.3：设定波导端口： 在3D视图区域，把模型移动和缩放到适合的角度，点击鼠标左键自动切换到面选模式，选中新建圆波导天线底部面元（z=-(wg_h+horn_L)的面元），点击鼠标右键，选择“Create port-Waveguide port”，弹出“Create waveguide port”对话框： 图7：定义波导端口 不勾选“Propagation direction opposite to normal”，目的是要使得该面添加的波导信号是向里传播的，即：红色箭头朝里。 Label: Port1 点击“Create” 图8：定义波导端口 2.4：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 excitation”，弹出“Add waveguide excitation”对话框：