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FEKO应用15：微带天线阵列散射仿真内容：建立微带天线阵列与散射仿真一、模型描述天线阵列：1X4阵列天线端口计算馈电方式：针馈+电压源激励单站RCS仿真：平面波入射图1微带阵列模型计算项目：计算阵列天线端口阻抗，采用MOM求解器计算阵列天线RCS，计算得到阵列天线结构项与模式项二、主要流程：打开Microstrip_MoM_3.0GHz.cfx，另存为Microstrip_MoM_3.0GHz_ant_array2.1：建立阵列模型：选择microstrip几何模型，右键选择Copyspecial-copyandtranslate图2模型平移复制图3复制3个单元图4添加天线端口图5定义天线端口2分别对microstrip_1，microstrip_2，microstrip_3添加port2、port3、port4在左侧树型浏览器中，展开“Geometry”节点，选中新生成的所有模型“microstrip”，“microstrip_1”，“microstrip_2”，“microstrip_3”，点击鼠标右键，选择“Apply-Union”，把新生成的模型更名为““microstrip_array”。选中该模型，点击鼠标右键，选择“Apply-Simplify”，弹出“Simplifygeometry”对话框，采用默认设置，点击“Create”；（目的是为了删除微带介质之间的面）图6简化后的微带阵列模型2.2：电参数与求解设置：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“Solutionfrequency”对话框：选择：Singlefrequency;Frequency(Hz):freq点击OK激励设置：在“Global”中，选中“Sources”点击鼠标右键选择“VoltageSource”，弹出“Addvoltagesource”对话框，采用默认设置，点击“Create”。依次设置Port2、port3、port4图7定义天线激励2.3：网格划分：取消局部网格加密设置，选择定义局部加密规则的面，点击邮件，选择Properties，取消勾选Localmeshsize图8取消局部网格设置点击菜单“Mesh-Createmesh”弹出“Createmesh”对话框，设置如下：网格剖分方法Meshsize:coarse线段剖分单元半径：Wireradius:0.25点击：Mesh生成网格。图9划分模型网格2.4：提交计算：进入菜单“Solve/Run”，点击“FEKOSolver”，提交计算。2.5：后处理显示结果：计算完成之后，点击“Solve/Run”菜单中的“PostFEKO”，启动后处理模块PostFEKO显示结果。在PostFEKO中，启动之后默认显示是3D视图方式，点击“FarField”按钮选择“ff3D”显示3D辐射方向图，在右侧面板中，勾选dB。图10阵列方向图显示2D结果：点击“Home”菜单中的“Cartesian”，进入直角坐标系，点击“Sourcedata”按钮，在右侧控制面板中，把“Quantity”修正为“Impedance”，点击“Real”。选中右侧控制面板中的source，点击键盘ctrl+K，复制该曲线为source_1，把“Impedance”参数设定为Imaginary。图11天线端口阻抗进入“Measure”菜单，点击“Cursors”，显示3.0GHz时，天线的输入阻抗实部和虚部值。图12Port1端口阻抗（实部11.59，虚部25.7）图13Port2端口阻抗（实部14.3，虚部29）图14Port3端口阻抗（实部13.7，虚部28.7）图15Port4端口阻抗（实部13.7，虚部24.1）天线阵列3.0GHz端口阻抗统计：实部虚部单元111.5925.7单元214.329单元313.728.7单元413.724.12.6：计算天线的结构项RCS：天线的隐身分结构项和模式项，在这里我们把天线端口共轭匹配时的天线RCS定义为结构项RCS，模式项RCS考虑天线端口开路情况下的值（在天线端口处定义一个很大的电阻如：10000来描述信号断路）。将Microstrip_MoM_3.0GHz_ant_array文件另存为：Microstrip_MoM_3.0GHz_array_StructureRCS.cfx在cadFEKO中，定义如下变量：Zreal1=11.59，Zim1=25.7，Zreal2=14.3，Zim2=29，Zreal3=13.7，Zim3=28.7，Zreal4=13.7，Zim4=24.1进入左侧树型浏览器的“Configuration”标签，进行如下操作：删除定义的4个电压源；图16删除端口激励选中“Global”下的Sources节点，点击鼠标右键，选择“Planewave”，弹出“Addplanewaveexcitation”对话框：图12设置平面波激励选中“Global”上，点击鼠标右键，选择“Addload”，弹出“Createload”对话框：Port:port1Realpart:Zreal1Imaginarypart:-Zim1Label:load1点击“Create”按钮。图14设置端口1共轭匹配定义port2端口阻抗为Realpart:Zreal2，Imaginarypart:-Zim2，Label:load2定义port3端口阻抗为Realpart:Zreal3，Imaginarypart:-Zim3，Label:load3定义port4端口阻抗为Realpart:Zreal4，Imaginarypart:-Zim4，Label:load4图15端口2、3、4定义共轭匹配进入左侧树型浏览器的“Configuration”标签，进入“Configurationspecific”节点中，进行如下操作：删除已经定义ff3D和ffXOZ；图15删除远场方向图选中“Requests”节点，选择“FarFields”，弹出“Requestfarfields”对话框，进行如下设置：选择“calculatefieldsinplanewaveincidentdirection”;Label:monoRCS点击“Create”按钮图16设置单站RCS计算进入“Solve/Run”菜单，点击“FEKOSolver”，提交计算。2.7：计算天线的开路总RCS：计算完成之后，把“Microstrip_MoM_3.0GHz_array_StructureRCS.cfx”文件另存为“Microstrip_MoM_3.0GHz_openRCS.cfx”；修改变量Zreal1~Zreal4为10000.图17修改端口阻抗为10000欧姆，开路状态进入“Solve/Run”菜单，点击“FEKOSolver”，提交计算。计算完成之后，启动PostFEKO，显示两种情况下的RCS，如下图。从图中可以看出，在正入射情况下，模式项RCS的贡献也比较大，所以要尽量采取措施，减少天线的模式项RCS.图18包含模式项的RCS显著高于仅有结构项的RCS（高4.7dB）可以通过对端口匹配，阵列天线的带外匹配技术，减低天线模式项RCS，从而降低整个天线的雷达散射截面积。