一套Altair Feko复杂结构模型散射和天线辐射仿真建模攻略
- 作者优秀
- 优秀教师/意见领袖/博士学历/特邀专家/独家讲师
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- 内容稀缺
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电磁仿真 主要流程
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。
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。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。
矩量法原理
四、某飞行器的Feko电磁散射仿真
以电磁散射为例，仿真飞行器模型单站RCS。首先通过Feko的mesh接口导入飞行器网格模型，Feko软件导入的模型默认为理想金属材料；2定义求解方法为高频算法RLGO；3定义工作频率；4设置单站RCS入射波角度范围与步进；5定义单站RCS接收；6提交仿真计算；7输出单站RCS仿真结果。
图4-1
图4-2
图4-3
图4-5
4、定义平面波激励
图4-7
图4-8
POSTFeko输出单站RCS仿真结果
四、Altair FEKO电磁仿真基础进阶20讲
Feko软件经过二十多年的发展，软件的界面已经非常友好，如果各位刚刚开始学习Feko软件，那么恭喜你，最新版本的软件图形化界面已经没有门槛，从建模到完成求解设置、后处理都可以轻松完成，主要关注模型简化、求解器选择等方面。最后感谢Altair公司分享的公开资料，尤其是出版了《FEKO仿真原理与工程应用》书籍，对学习Feko帮助非常大。同时也感谢仿真秀平台的邀请制作Feko的培训视频。做这件事的初衷也是希望好的工具能够有更多的同学，设计师使用，在软件学习和使用中少走弯路，起到事半功倍的效果。也欢迎大家指正不足，提出建议，达成我们应用Feko仿真更准、更快的目标。
本课程旨在解决工程应用中复杂结构模型的仿真计算难题。Altair FEKO为用户提供了详尽的电磁计算方法，其中以最高效的积分方程求解算法为主。积分方法计算效率最高的代价就是前处理相对麻烦。ANSYS HFSS在计算天线辐射问题时，基本不需要用户对几何模型做任何处理。
本课程针对工程应用中的难点逐一抽丝剥茧、化繁为简，使你能够在Altair FEKO中得心应手地解决工程问题。
以下是几何处理后的Boeing737模型，以及相应的表面电流。
总之，课程内容主要选择用户关心的散射辐射问题详尽展开，由浅入深，同时结合高水平论文中的算例对比仿真。不仅让你学会软件的使用方法，也对其物理意义有深入理解。本课程分为三个主题：
相信一定能够让你在本课程中有所获益，下是我们的课程大纲
1、你将获得
学员可以掌握Altair Feko完整仿真计算流程，主要几何建模修模、物理建模、求解器选择和后处理
掌握目标散射仿真的精确方法、精度速度平衡的高效方法以及速度至上的近似方法
掌握基于脚本的自动化建模方法，为非规则几何建模、非规则散射场获取建立基础
付费用户，可以获得课程中涉及的输入文件或文献资料，其他用户可以加入Feko软件交流
订购用户，可以及加入讲师个人的VIP学习群，与讲师持续交流，其他用户可以加入Feko软件交流群，抱团一起学习理论，软件和行业应用。也可以联系小助手直接获得模型文件和资料。
3、讲师介绍
Magicfmm-01，9年电磁散射辐射仿真分析从业经验，北京航空航天大学信息与通信工程专业，硕士学历。Magicfmm-02，10年电磁仿真经验，精通电磁仿真算法与Altair Feko软件的使用方法，电磁场与微波技术专业，硕士学历作者：Magicfmm，仿真秀专栏作者
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