FEKO软件教程：有限地板上单极天线的建模与求解

"有限地板上的单极天线-非线性系统课后习题答案英文版" 本文档涉及的是使用FEKO软件进行电磁场仿真分析的一个具体案例，即在有限地板上建模分析单极天线。FEKO是一款强大的电磁仿真软件，它基于积分方程方法，如矩量法（MoM）和多层快速多重积分法（MLFMM），能够处理复杂的三维电磁问题。以下是详细的知识点解释： 1. **建模步骤**： - **定义变量**：在这个例子中，λ被定义为4，通常λ代表波长，对于特定频率的电磁波，它是波速c除以频率f。 - **创建地面**：使用PEC（Perfect Electric Conductor）材料建立圆形地面，半径为3*λ/(2π)，模拟理想的导电表面。 - **构建天线**：在地板中心建立一个长度为λ/4的线段，这对应于单极天线的基本结构。 - **合并对象**：将地面和线段组合成一个整体模型。 - **设定端口**：在线段上创建一个线端口，靠近地板的一端，作为输入激励的位置。 - **激励源**：在端口上施加1V的电压源，相位为0度，这是天线的输入信号。 - **功率设置**：设置总功率为2W，假设没有匹配问题，即天线完全吸收输入功率。 - **频率设置**：设置频率为c0/λ，其中c0是光速，确保频率与波长对应。 2. **求解设置**： - **求解项**：计算垂直面内的远场方向图和完整的三维远场方向图，以评估天线辐射模式。 - **数据存储**：为了在POSTFEKO中进一步分析，保存所有电流分布信息。 3. **网格信息**： - **网格细化**：使用单边长为λ/10的面单元和长度为λ/40的线单元，确保足够的网格密度以获得精确的仿真结果。 4. **FEKO软件**： - **FEKO介绍**：FEKO是EMSS公司的产品，是一款综合性的电磁仿真软件，支持多种计算方法，适用于各种尺寸的电磁问题，尤其在大型结构的分析中有显著优势。 - **模块组成**：包括CADFEKO（建模和前处理）、EDITFEKO（高级前处理）、Prefeko、FEKO（计算引擎）、timefeko（时域求解）和POSTFEKO（后处理）等模块。 - **平台支持**：FEKO支持多种操作系统和硬件平台，包括Windows和Linux，并提供并行计算能力。 5. **算法基础**： - **算法分类**：计算电磁学算法主要分为两类，积分方程方法和其他方法。 - **积分方程方法**：如MoM和MLFMM，它们通过求解电磁场与源之间的关系来解决麦克斯韦方程组。 - **其他方法**：包括有限差分法（FDTD）、有限元法（FEM）等，各有优缺点，适用于不同类型的电磁问题。 6. **服务与应用**： - **应用领域**：FEKO广泛应用于无线通信、雷达、天线设计、电子封装等多个领域。 - **中国区服务**：在中国，FEKO的服务由安世亚太科技（北京）有限公司提供。 通过这个具体的实例，我们可以了解到如何利用FEKO进行电磁建模和仿真，以及软件的基本架构和算法基础。这不仅是一个技术性的实践教程，也是了解FEKO软件功能和使用方式的一个窗口。