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FEKO


FEKO Suite 5.5 CadFEKO基础

CadFEKO模块的功能
? ? ? ? ? ? 几何模型、网格模型的导入、导出功能 几何模型的建立、编辑功能 网格模型的建立、编辑功能 几何参量、电参量等的定义及管理 各种材料的定义及管理 电参数的定义
– 工作频率、激励、端口; – 地平面

?

计算参数的定义
– (天线的 )端口参数:输入阻抗 Zin、散射参数 S ; – (天线的 )辐射近场、远场; – (天线的 )表面电流分布;

?

优化设计
– 优化变量及目标定义; – 优化参数定义

CadFEKO主界面
菜单

选择工 具栏

显示控制 工具栏

工程树结 构窗口

几何形 体创建 及编辑 工具

几何元 信息结 构窗口

3D视图 显示

信息提示 窗口

几何模型定义部分-图标按钮
方体: Cuboid 喇叭口:Flare 球体:Sphere 锥体:Cone 矩形:Rectangle 椭圆面:Ellipse 线:Line 抛物面:Paraboloid 折线:Polyline 圆弧:Arc 抛物曲线:P 双曲线:H 拟和曲线: Fitted Spline f:函数方程 贝塞尔曲线: Bazier Curve 螺旋:Helix 柱体:Cylinder 多边形面:Polygon

几何模型定义部分-菜单

线模型

体模型

面模型

几何模型的编辑部分-图标按钮
并:Union 减去:Subtract from 交:intersection 分割:Split 旋转成面、体:Spin 沿直线拉伸成面、体:Sweep 平行成面:Loft 面上取点: Imprint Points 补缝隙:Stitch 简化:Simplify 平移:translate 旋转:Rotate 对齐:Align 缩放:Scale 镜像:Mirror 沿曲线拉伸成面、体:Sweep 投影:Project 爆炸:Explode

几何模型的编辑部分-菜单

并:Union 交:intersection 旋转成面、体:Spin 拉伸成面、体:Sweep 平行成面:Loft 面上取点: Imprint Points 简化:Simplify 投影:Project 爆炸:Explode 减去:Subtract from 分割:Split

电参数设置部分-图标按钮
工作频率:Freq 端口阻抗:Load 电压源:Vol Source 波导激励:waveguide
点磁场源: Magnetic point Source 远场点源: Radiation Point Source 球面波激励:Spherical Mode 有限元激励:FEM Source

地平面:Infinite Plane 功率源:Power

平面波:PlaneWave
点电场源: Electric Point Source 口径场激励:Aperture

表面电流:Current
近场:Near Field

远场:Far Field S参数:S-Parameter 能量沉积:SAR 接收天线:Receive Ant 电缆:Cable

电参数设置部分-菜单操作

设定频率 设定无限大地 设定阻抗 设定功率 设定电流 设定计算近场

电压源 平面波

远场等效源 FEM 电流源

设定计算远场 设定S参数 设定SAR 电缆分析 设定接收天线

优化设计部分

优化方法设置 优化阻抗 优化近场 优化远场 优化S参数 优化SAR 组合优化

选择工具栏

鼠标点击选择 多边形框选

体模型选择模式 棱选择模式

体网格模型选择模式

突出(高亮 )显示 选中的网格模型

基本面单元选择模式

矩形框选

面选择模式

面网格模型选择模式

基本点单元选择模式

显示控制工具栏

显示体模型 显示网格模型

显示法向 显示端口

显示全局坐标轴 显示工作平面

切面设置

适中显示

显示求解设置 显示网格模型上的结点 显示体模型上的顶点 显示工作平面上的网格 工作平面设置

缩放显示

工作平面转换

工程树管理器
变量管理 理想电导体 关键点管理 工作平面管理 介质材料管理 几何模型的管理 网格模型的管理 端口管理 求解设置的管理 电流 近场、远场、 S参数、 SAR等 优化计算管理 理想磁导体 介质体 自由空间 工作频率 无限大地 端口阻抗 激励

几何单元树型管理器

基本棱单元 基本面单元 区域材料属性

基本线单元 线模型单元

面网格模型单元 体模型单元 线网格模型单元

基本模型的建立-长方体

第一步

第二步

第三步

第四步

第五步

基本模型的建立-球体

第一步

第二步

第三步

第四步

第五步

基本模型的建立-圆柱体

第一步 第二步

第三步

第四步

第五步 第六步

基本模型的建立-喇叭体

第一步

第二步

第三步

第四步 第五步

基本模型的建立-锥体

第一步 第二步

第三步

第四步

第五步 第六步

基本操作:Fitted Spline

第三步 第一步 第二步 第四步

第五步

基本操作:Fitted Spline (续)
? 上述操作会提示如下错误信息:

?

点击‘Model->Set extents ’, 把Maximum Coordinate:5E+03;

基本操作:Fitted Spline (续)

第七步

第三步 第一步 第二步 第四步

第五步 第六步

基本操作:Fitted Spline(续)

基本操作:Spin操作
? 把上一步建立的曲线沿某一个轴旋转形成一个面:
– 选择FittedSpline1, 选择 ‘Spin’.

基本操作:Spin操作
? 在Spin geometry 中:
– Origin: (0,0,0); Axis direction: (1,0,0); Rotation angle:360.0 – Create, Close;

基本操作:Spin操作-Simplify操作

第一步 Simplify 操作后

第二步

基本操作:cut plane操作

第一步

Specify cutplanes操作后

第二步

基本操作: Loft

? Line1:
Start point: (0,0,0); End Point:(0.5,0,0)

? Line2:
Start point: (0,0.8,0); End Point:(0.5,0.8,0)

基本操作: Loft[续]

? 同时选中Line1和Line2; ? 点击Loft; ? 在Create loft中点击Create

基本操作:Stitch操作

基本操作:Stitch操作[续]

第一步

? Copy and rotate中: - Origin: (0,0,0); - Axis direction:(0,1,0); - Angle: (-30.0); - Create, Close

第三步 第二步 第四步

第五步

第六步

基本操作:Stitch操作[续]

第一步

第三步 第二步

第四步

基本操作:Stitch操作[续]

第一步 第二步

Stitch操作后

第三步

模型的布尔运算-Cuboid

第一步

第二步

第三步

第四步 第五步 第六步

模型的布尔运算-Sphere

第七步

第八步

第九步

第十步 第十一步

第十二步

模型的布尔运算

第十三步

模型的布尔运算-Union

第十五步

第十四步

新建立的模型-Union1

模型的布尔运算-交

第十三步

模型的布尔运算-Intersection

第十五步

第十四步

模型的布尔运算-Intersection

介质材料的设定
? 选择Media点击鼠标右键选择Create Dielectric Medium->Create Dielectric medium 对话框
第三步 第四步

第一步

第二步

第五步

第六步

计算参数的设定-工作频率
? 展开Solution,选择Frequency 点击鼠标右键, 选中Set Frequency, 进 入“Set Frequency”对话框

点频计算 离散点扫频 自适应扫频

计算参数的设定-近场

坐标系 第一步 第二步 中心位置

起始点

终止点

高级设置

步长

采样点数

名称

计算参数的设定-远场

只计算后向散射场

生成.ffe 远场辐射数据文件

起始点

终止点
生成 .sph球面波模式远场辐射数据文件

步长

采样点数

中心位置

周期边界条件部分设置

高级设置

名称

计算方法设置
? 点击菜单“Solution->Solution settings ”
FEM设置
保存计算电流数据为.str, 在模型和激励不 变的情况, 可以避免重新进行矩阵的计算

基本设置

FMM设置

高频计算设置

高级设置:最大步数、 迭代误差及预条件

运行计算
? ? ? ? ? ? PreFEKO EditFEKO PostFEKO FEKO OptFEKO TimeFEKO

EditFEKO

PreFEKO PostFEKO

FEKO OptFEKO

快捷键

FEKO并行计算设置方法
? ? ? 菜单:Run->Parallel FEKO execution 菜单:Run->Component parameters… 进入FEKO标签,点击Configure,设定HostName和计算机内核数

其他
? Model菜单中可以:
– – – – – – – – – 添加变量:Add Variable 添加关键点 :Add named points 添加工作平面 :Add workplane 添加介质:Add medium 设置容器大小 :Set Extents 定义对称面 :Define symmetry planes 定义周期边界 :Define PBC 模型单位:Model unit 其他工具:测量距离

CadFEKO高级练习:Snapping

CADFEKO高级应用:Workplanes & Snapping
? ? ? ? 分以下三步来创建: Create a spiral Place a circle at end of spiral using workplane tab Path sweep circle along spiral

CADFEKO高级应用:Workplanes & Snapping[ 续]
? 创建一个螺旋:

? Helix中: - Base radius: 0.1; - End radius:0.5; - Height: 1; - Create, Close

CADFEKO高级应用:Workplanes & Snapping[ 续]
? 创建一个圆面:

? Geometry Tab 中: - Radius(U): 0.05; - Radium(V):0.05; ? Workplane Tab 中: - 光标定在Origin 区域; - 按住键盘Ctrl+Shift 不放, 鼠标 左键点击螺旋顶部的顶点 ; - Create, Close

CADFEKO高级应用:Workplanes & Snapping[ 续]
? Path sweep circle along spiral:
– – – – – 选择‘Ellipse1’; 点击’Path Sweep’操作 ; 选择Helix1; 采用默认设置 ; 点击Create,Close

CADFEKO高级应用: Analytical Curves
? Create a log-spiral curve in cylindrical coordinates:
– – – – r(t) = a1*(exp(b*t)-1), where a1=0.1 and b=0.2 theta(t) = t*360 N(t) = 0 Parametric interval (t) goes from 0.1 to number of turns

? ?

Create 2nd log-spiral curve with a2=0.11 Loft the two spirals

CADFEKO高级应用: Component Manipulation
? ? ? ? 打开Component_Manipulation 中的 “holes.cfx” 文件 Drill1 和 DrillError 重复 – 从 Subtract2 中删除DrillError Add Slot to Subtract2 to cut a slot into cylinder 利用两种方法用Hole替换 Hole_1 :
– Delete Hole_1 (notice T in Subtract1), move Hole into Subtract1 – Replace Hole_1 directly with Hole

CADFEKO高级应用: Component Manipulation
? ? 打开Component_Manipulation 中的 “path.cfx” in folder 用FittedSpline1 替换 Polyline1

CADFEKO高级应用: Align (Place) 工具
? ? 在Align_Tool文件夹中打开 “Align_Tool.cfx” ; 把patch 天线快速放置到下图所示的直升机位置
– – – – 选择Patch天线 ,点击 Align Tool; Set “From” workplane to bottom center of patch antenna Set “Target” workplane to center of helicopter plate Displace patch by amount “x” along V axis

CADFEKO高级应用: Networks Connection Tool
? ? ? 在文件夹‘NW_TL_Connections’ 中打开 “NW_TL_Connections.cfx” 打开non-radiating networks connection 工具 练习进行Zoom in/out, 平移(pan)模块, 删除连接(connections), 建 立连接(connections), 反转连接点(flip connection points), 等操作

CADFEKO高级操作: EM_Validation
? ? 在EM_Validation文件夹中打开 “EM_Validation.cfx” 执行 Solution->EM validate

?

消息对话框中给出的实体名称链接到 属性浏览器(Entity names in the message window are linked to the entities in the tree)


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