全波仿真一次计算得到的场分布为总场分布,可通过两次计算:一次为无模型场分布(相当于入射场),一次为带模型场分布(相当于总场),2个场分布相减,得到差值场。差值场功能可清晰分离目标物体对电磁波的散射、反射等扰动效应,适用于天线设计中隔离度优化、路径分析、雷达散射截面(RCS)分析、隐身设计、电磁兼容性评估等场景,为复杂电磁问题的精准诊断与优化提供直观依据。
本案例仿真的目标是带金属头圆锥形介质罩的截面差值场。
扫描方式:宽频扫角。
频率:10GHz
扫描角度:为0°-30°,间隔为15°。
天线罩尺寸:193mm x 193mm x 360mm(电尺寸:6.43倍波长×6.43倍波长×12.0倍波长)。
●设置变量和材料
●建立物理模型
新建尖椎天线罩,设置尖锥罩几何参数如图,名称设置为 圆锥罩 。
设置天线罩材料@mat_1,这里的@符号表示引用变量,即材料设置为之前变量表中mat_1变量对应的radome材料 。
点击 确定 ,赋予介质材料的天线罩颜色变为绿色,表示天线罩材料为 radome 如图。
通过 新建几何结构体 >> 圆锥 建立金属头模型,设置金属头模型材料为 @mat_2 ,这里的@符号表示引用变量,即之前变量表中设置的 mat_2 。
设置坐标变换,将金属头平移至罩子顶部。
带金属头天线罩模型如图
注意:这里的金属头和介质罩的模型位置有交集,软件通过 模型编辑器 中物理模型的优先级判定重合区域的材料。比如下图
金属头 位置高于 圆锥罩 ,则重合区域材料判定为金属头的材料。选中几何模型上方的文件夹标志,该标志表示模型已物理化,将建立的介质罩和金属头组合
组合名称为 天线罩
设置天线罩模式相关的必要参数。 工程管理器窗口 中,双击 计算模式 。
设置天线罩模式参数,模式名称可以修改。 目标天线罩 选择上面设置的名称 天线罩。
区域场监视器 可用来记录某个截面的场分布,这里用来查看即完成后的差值场。菜单栏选择 新建监视器,监视器命名为 near ,类型选择 区域场监视器(频域) 。
计算完成后, 结果 下方出现与工程文件名称相同的 mxd 文件共3个,双击第3个,进入后处理界面。
绘图类型 选择 差值图 , 复数分量 选择 幅值 。
该图显示的第1次计算的场(介质罩+金属头)减去第2次计算的场(空气)的结果。选择其他角度查看:
绘图类型 选择 对比图 ,可显示第1次计算和第2次计算的独立场分布
差值场是场分量的复数形式做差值,因此如果第1次和第2次计算场的幅值都为A,相位差180°,则差结果的幅值是2A,而不是0。