5在CADFEKO中定义求解配置。利用CADFEKO2,我们可以建立模型并且得到其在CADFEKO中的完全解。对于高级用户而言,EDITFIKO提供了关于求解的更多控制(见5.12节)。但是,需要注意的是,我们不能在CADFEKO和EDITFEKO中同时控制求解。一旦*.pre文件在CADFEKO之外定义或编辑,那么在CADFEKO中的求解配置选项就不能再使用了。通过选择主菜单中Solution→Enablesolutionconfiguration,可以重新使用CADFEKO设置,只是在*.pre文件中的用户设置将会被忽略。5.1使用绝缘耗散媒质在模型中,须要在使用媒质之前定义它们。模型中的绝缘体由在相应几何体区域中设置Dielectric媒质来确定。传导损耗是由传导表面是用户定义的金属媒质构成造成的。表面覆盖层和薄的绝缘层由用户定义的Layereddielectrics在模型表面确定。Layereddielectrics是由多个单一绝缘层构成的。在某些情况下我们只知道表面的平均表面阻抗,这时表面可以被看作是一个阻抗层(Impedancesheet)。用户定义的媒质列举在目录树的Media下。每种类型都被单独列出来,只是须要使得媒质名称是全局唯一的并且不超过43个字符。每个选项旁边的颜色标志表明了使用哪种颜色来表示在3D视图和明细树形结构中的媒质(见3.4.2节)。我们可以通过每种媒质的弹出菜单中Changedisplaycolor项来修改颜色设置。(选择的颜色设置保存在*.cfs文件中)前三个选项分别是良电导体,良磁导体(目前只在设置导磁地平面时使用)和自由空间。自由空间不能编辑也不能删除。虽然单一阻抗层严格来说不能看作是一种介质,但是用户定义的阻抗层也在树形结构的Media项下列举了出来。这时可以像其他介质那样定义、应用和显示阻抗层。绝缘介质可以在树形结构中重命名,也可以在其相应的属性对话框中修改。所做的修改将会体现在所有应用绝缘介质的实例中。如果在其他项目中没有使用绝缘介质,那么删除介质也可以。5.1.1绝缘媒质绝缘媒质能应用在区域中(见5.2.1节),也能用于构建Layereddielectrics和planarsubstrate。通过在树形结构的媒质工具栏中右键单击Media然后选择Createdielectricmedium就可以建立绝缘介质,或者是在主菜单中选择Model→Addmedium→Dielectric。和在树形结构中重命名一样,我们也可以在Createdielectricmedium对话框中的Name栏中修改名称。绝缘媒质的定义取决于以下四项:相对介电常数,相对磁导率,磁损因子tan,和介质损耗因子.损耗因子和电导率都能定义绝缘损耗,但是有不同的频率特性,要根据不同的问题作不同的选择。例如,低损耗绝缘基板使用损耗因子,而人体组织(在特殊的吸收率研究中)则使用电导率。物质密度仅在特殊的吸收率计算时使用,但是它也须指定并且其值大于0.在所有这些选项框中都可以使用表达式。有效介电常数由下式给出:或有效permeability为5.1.2金属介质传导(趋肤效应)损耗通过设置相关表面媒质为金属来指定。(在包层良导体区域的表面上不能这样操作。)在Media工具栏中,右键单击结构树中的Media项然后选择Createmetallicmedium,就可以创建金属媒质。也可以通过在主菜单中选择Model→Addmedium→Metallic来实现。注意我们不能把实体区域设置成金属媒质。这种情况下要想有效建模,须要把实体内部区域设置成自由空间并且把表面设置成厚的金属媒质。这里的“厚”指的是表面厚度要远大于趋肤深度。(见5.2.2节)金属媒质由电导率,相对磁导率和磁损因子tan决定。在本手册中,传导媒质一词主要指金属媒质或者是良导体。5.1.3分层绝缘体自由空间区域之间的表面可以标记为薄的绝缘层或是包层导体。可以使用用户定义的分层绝缘体媒质来实现。分层绝缘体媒质由任意数目的具有特定厚度的绝缘层构成。注意在定义分层绝缘体之前就要定义由绝缘媒质构成的各种层结构。建立分层绝缘体对话框包含一个表格,表格中有关于每一层的厚度和媒质选项域。在Media项下只有Dielectricmedia可用。点击Add按钮在当前选择的层之后添加一个新的层,点击Remove删除当前层。因此可以在任意两层之间插入新的层。在Thickness栏可以使用表达式。根据选择的解法,包层和薄的绝缘层必须要在几何尺度和电尺度两方面都足够薄。如果设置接近厚度限值CADFEKO将给出警告,如果超出了厚度限值CADFEKO将给出出错信息。5.1.4阻抗层阻抗层(Impedancesheet)结构用来指定自由空间区域中间表面的表面阻抗。这些“media”定义了阻抗的实部和虚部。理论上,在表面上设置合适的金属媒质可以获得相同的效果,但是在某些情况下,只有表面阻抗是已知的。5.2设置材料属性在缺省设置下,所有的单元都是良电导体(通过MoM求解)。通常在区域,表面和边沿/导线处定义属性。区域是指列举在详单树形结构中的完全封闭的空间。只能在详单树形结构中选择某一区域。一些输入模型利用多个表面部分来定义实体区域的边界。这些模型没有任何区域也不可能指定实心绝缘体。尽管如此,如果各个表面部分整合起来构成了封闭的表面,CADFEKO会自动为新的部分构建可用的区域。Faces是独立的表面部分,它们列举在详情树形结构中。当面选择处于激活状态时(见3.6节),可以在详情树形结构中选择面也可以在3D视图中选择。“face”一词用来区分“surface”,“surface”在CADFEKO中是2D原型,比如一个多边形。边沿—也列举在详情结构树中—包含表面边沿和自由曲线(也叫做“wires”).在可能的地方,媒质属性在进行几何操作的时候是固定不变的。例如,如果一个表面被切分操作分成两部分,这两个表面会继承父类的属性;或者,如果选择了两个重叠的表面,那么最终选择的这个整体表面将会拥有原来两个表面的共有属性。如果不能整合父类属性,所选单元会标志为有问题。5.2.1区域属性设置电介质或是自由空间区域的属性,可以通过在弹出菜单中选择一个或多个区域然后单击选择属性项。这就打开了如图5-1所示的区域属性对话框。图5-1:区域属性对话框其中类型栏用来设置媒质类型——对于区域来说可能是良导体,自由空间或是电介质。把区域设置成自由空间就建立了一个中空结构的网格,把区域设置成良导体则建立了一个实体区域。当进行几何操作的时候这种区别很明显。例如,我们可以删除包围自由空间的边界,但是却不能删除包围电介质或是良导体区域的边界。一些性质只有包围自由空间区域的边界面才有。Dielectric媒介类型只有在Media列表包含绝缘媒质的时候才可用(见5.1.1节).打开Regionproperties对话框就可以定义绝缘介质——Dielectric媒质项会立即变为激活状态。如果类型项是Dielectric,只能在名称列表里选择合适的媒质。和标签名称必须唯一不同的是相同的媒质名称可以用于多个区域。当对有相互冲突材料属性的重叠区域进行操作时,这个区域会被标记为有问题。初始时,对话框显示的是当前选中单元的状态。如果选中了复合区域,对所有对话框都不同的属性栏将设置为空。应用修改时并不会改变属性。例如,我们可以同时修改多个不同电介质的网格大小。5.2.2表面属性Faceproperties对话框有两个选项卡:Properties和Solution,如图5-2.所有媒质参数都是在Properties选项卡中设置的。图5-2:表面属性对话框在表面媒质选项组中Facetype栏的设置取决于包围这个表面的两个区域的媒质。如果表面两侧都是自由空间,那么表面媒质的选项有:良电导体,有损传导表面,阻抗层,薄绝缘层和缺省。(只有定义了相关媒质才能使用其中的某些项。)我们将在下面更详细的讨论Default项。特殊情况下缺省项就是Perfectelectricconductor.如果有损传导表面选项选择的是金属媒质,就需要指定媒质的厚度。注意区域是不能设置为金属媒质的,不过我们可以这样做,把区域的边界表面设置成有损表面并保证表面厚度远大于趋肤深度,阻抗层是具有特定表面阻抗的无限大薄传导面(------------------)。如果选择薄绝缘层,媒质栏会列举出所有分层绝缘媒质。薄绝缘层用来建立像automotivewindows这样的平面多层绝缘结构。如果表面构成了两个绝缘区域的中间边界或是构成了一个绝缘区域和自由空间的中间边界,表面类型选项就会是缺省,绝缘边界,有损传导表面和良导体。如果选择了绝缘边界,那么表面表示的是两个不同绝缘区域之间的边界。有损传导表面和良导体用来定义一个绝缘区域中的传导边界。例如当在一个有限基底上建立一个贴片天线,侧面和大部分顶面将设置为绝缘边界,贴片和地平面将设置为导电平面。这里的缺省项为绝缘边界。如果边界区域两边都是良导体,可选的表面类型项就只有缺省和良导体。这里的缺省项是良导体。我们改变边界区域的时候,表面类型的选择是不变的。这可能会导致无效设置。例如,如果在一个表面边界上把有损导电边界设置成了自由空间,并且区域两边的边界改变为良导体,那么这样的设置就是无效的。这些设置正常显示在结构树中,只是在属性对话框中显示三种状态。(即使是所有选择的表面具有一样的设置)。这样区域就能设为其他项并能在不改变表面设置的情况下撤销。在此期间表面会标记为有问题,必须手动设置以消除问题。当改变边界区域的时候缺省设置也是不变的。在不同的情况下,为每一种区域组合提供合适的选择。例如,如果区域是良好导电的,它的边界面也只能是良好导电的。如果设置为良导体,即使区域改变成绝缘体表面依然是良好导电的。大多数情况下这是不恰当的。(拥有封闭良导体边界的绝缘体和良导体本身的性质一样——只是计算时间更长而已)。尽管这样,如果把良导体区域表面设置为缺省,在区域更改为绝缘体的时候,表面就变为绝缘边界。注意这就意味着如果一个2D表面(默认为良导体)包围绝缘体时,结果表面会变为绝缘边界。包层应用在表面两侧。因此只有表面两边都是自由空间是这项才是可用的。包层名称在分层媒质列表中选择。在图5-3中,包1位于外侧。图5-3包层应用于导体表面两侧5.2.3边沿属性边沿属性对话框,如图5-4,包含设置局部导线半径项(在创建网格对话框中优先使用缺省设置),设置内核媒质和应用包层。当边沿是导线的时候这些选项才可用,比如边沿不是一个表面的边界时。图5-4边沿属性对话框要是考虑导线的传导损耗,需要设置导线类型为有损导体同时选择金属媒质。对于包层来说,包层名称从分层绝缘媒质列表中选择,但当前导线只能使用单一包层。5.2.4设置网格单元属性应该在几何体上设置理想的属性,因为每当几何体剖分网格的时候,网格就会复制几何体的属性。网格由几何体的SNAPSHOT创建。网格剖分后任何几何体(或者几何属性)的改变不会反映在网格上。然而,由于媒质列表中的项目和媒质设置相关,媒质参数能在网格剖分后改变。例如,如果剖分了一个几何体区域然后把媒质类型从Teflon变为FR4,网格区域将会沿用Teflon。尽管如此,如果在网格剖分后把媒介Teflon重命名为Teflon_new,剖分区域就会指Teflon_new.在网格上设置属性仍然是可能的。选择需要的单元标签(不是单一元素)接着在主菜单中选择Edit→Properties。对于TETRAHEDRA只能指定媒质类型。对于三角形,每条边都要设定媒质类型。表面媒质和包层属性可以像设置表面那样设置,这里的两个包围媒质是在一个对话框中指定的而不是在单独的区域对话框中。如果以这种方式修改任何媒质,表面媒质或是覆盖层设置就会变成无效,设置立即变成了TERNARY状态,须要重新更新。(对输入网格才需要指定网格元素的媒质。)对线段标签,周围介质可以在网格属性对话框中设定。线段的内核介质和包层可以像边沿一样设定。需要注意的是,网格应用的设置不改变任何几何设定。如果模型重