MLFMM是FEKO中最为常用的计算算法,其适用于电大尺寸目标辐射/散射问题的求解。
MOM,MLFMM与PO(物理光学)均采用三角形单元进行剖分,剖分尺寸要求必须小于1/3波长,通常建议为1/8波长~1/10波长,但是在实际工程中,得依据具体问题具体分析,核心的思想:对于电流变化较为剧烈的地方进行细剖分,以充分精确反映该区域的电流变化情况,从而保证计算精度;对于电流变化相对舒缓的区域进行粗剖分,在不影响计算精度的前提下,提高计算速度。
一、自动剖分
FEKO mesh通过(1)局部剖分尺寸设置local mesh(可针对edge,face以及region进行局部剖分)和(2)全局剖分create mesh来控制剖分尺寸。其中全局剖分提供了fine(~1/24波长),standral(~1/12波长)l,coarse(~1/8波长),custome四种剖分尺寸的选择,其中前三种是系统自动设置剖分尺寸,custome为自定义剖分尺寸。剖分优先级:local mesh>create mesh。
二、散射问题(不含有许多精细结构,磁性高损耗高介电材料的计算问题)
对于一般的散射问题(连续性较好的电大尺寸金属或介质散射体),比如介质天线罩,电大尺寸金属体的计算。由于没有激励源,也不存在复杂精细结构,电流变化相对舒缓,剖分尺寸设置为1/4~1/5空气波长,便能获得很好计算精度,如图所示为一个77GHz防撞雷达天线罩计算模型,其中蓝色曲线和红色曲线分别为按1/5波长和1/10波长进行剖分后的方向图计算结果,由图可知:两者方向图吻合较好,说明即使处于天线辐射近场,天线罩按1/4~1/5空气波长进行剖分,也可获得较高的计算精度。
三、散射问题(含有复杂精细结构或磁性高损耗高介电材料的计算问题)
对于含有大量复杂精细结构的计算(如周期性材料FSS等)以及含有磁性,高损耗,高节电的材料(如吸波材料等),电流变化较为剧烈,需要相应的减小剖分尺寸。
四、辐射问题
对于还有馈电结构的辐射问题(如天线的计算),对于馈电结构和辐射结构必须进行精细剖分才能获得较高的计算精度,而对于非辐射结构部分可以采用粗剖分,其对计算精度影响较小。
如图所示为一微带天线的剖分示意图,下图为对微带辐射贴片分别采用1/8lam,1/10lam,1/20lam,1/24lam以及1/46lam尺寸进行剖分后计算的结果,由图图可知:随着剖分精度的提高,计算结果不断变化,其中1/24lam剖分精度对应的计算结果与1/46lam的计算结果基本一致,说明计算结果基本基本收敛,计算精度可以保证。
因此对于对于微带馈电结构和辐射贴片采用1/24介质波长(与自动剖分中fine标准一致),方才获得可以接受的计算精度,而对于贴片以外的介质和金属地则采用1/5空气波长,计算精度影响不大
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