一套Altair Feko复杂结构模型散射和天线辐射仿真建模攻略

news2024/9/23 9:36:22

导读：Feko软件广泛应用于电磁散射、电磁辐射仿真，例如：天线、天线布局、天线罩、屏蔽效能、电磁散射、频选结构、线束EMC等方面。问题种类繁多，但是无论仿真哪一类问题，其仿真流程是相同的，我们只需掌握了这样的流程，就可以按部就班的完成相关的电磁仿真工作。

一、Feko电磁仿**要流程

Feko软件电磁仿真流程

如上图所示，其中1~8项都在前处理CADFeko模块中完成、第9项需要在POSTFeko中完成。这两个模块也是学习Feko软件的重点。

另外Feko软件求解器众多，选择合适的求解器尤为重要。问题类型、电尺寸是选择求解器的依据。这也是培训视频阐述的主要内容。另外学习Feko软件最为高效的方法之一，就是练习与研究课题相似的案例，多次练习后就可以掌握此类问题的分析方法。

二、Feko的前后处理

最初接触Feko软件是在15年前，软件的前处理还是基于卡片的Editfeko，5.0 版本之后支持前处理模块CADFeko。当时主要使用Feko软件做电磁散射仿真，最初的印象就是电磁散射算的准，电大尺寸计算能力突出。

下图是Editfeko界面，包含电磁仿真的全部功能：建模、定义材料、端口、激励、求解器选择、计算设置。这是卡片式仿真界面，使用是稍有难度的，我最关注的是算的电尺寸大、计算的速度快、计算精确，这些方面Feko是值得信赖的。前后处理的变化是使用者最容易感受的，CADFeko可以直观检查模型，定义材料，划分网格等，并且最新版本支持LUA宏录制功能。CADFeko模块显著降低了软件学习难度。

POSTFeko的界面也在7.0版本之后有做了显著的改进，例如智能光标：最大增益、3dB波束宽度、第一副瓣电平、10dB回波损耗等，POSTFeko也支持LUA宏完成后处理。

Editfeko界面

CADFeko前处理界面

POSTFeko 3D显示结果

POSTFeko 2D显示结果

三、Feko主要求解器

Feko软件支持的全波精确计算方法包括：矩量法（MOM）、有限元（FEM）、自适应交叉近似（ACA）、多层快速多极子方法（MLFMM）、稳定收敛的多层快速多极子方法、时域有限差分方法（FDTD）。

高频算法包括：物理光学（PO）、大面元物理光学（LEPO）、射线追踪的几何光学（RL-GO）、一致性绕射方法（UTD）。以及全波算法与高频算法的混合技术。

如此众多的仿真算法，对于初学者，选择合适的求解器会有困难。因此，我们需要对相关电磁算法的基本原理和适合仿真的问题有基本的了解。

Feko软件主要求解器

我们以Feko核心的求解器矩量法与多层快速多极子为例，矩量法的网格相互作用形成满矩阵，因此内存需求巨大，不适合电大尺寸模型仿真。而多层快速多极子方法对模型进行分组，将满矩阵分解为稀疏矩阵以及矩阵矢量乘，从而降低了对内存的需求。矩量法采用直接求解，适合电小电中尺寸模型仿真，无收敛问题。多层快速多极子采用迭代求解，更适合电大尺寸模型的辐射与散射分析。