Методы геометрической и физической оптики, а также равномерной теории дифракции позволяют расширить возможности тестовой электродинамической системы ANSYS HFSS при моделировании антенных систем, размеры которых составляют десятки и сотни длин волн. Несколько программ было добавлено в систему ANSYS, в том числе программы Savant, EMIT и др. Предлагаемое учебное пособие предназначено для начальных шагов освоения программы студентами и специалистами СВЧ. Может служить хорошим дополнением к уже опубликованным книгам, посвященным САПР СВЧ.

СОДЕРЖАНИЕ

1 Введение    7

1.1 Исходные данные для программы Savant       8

1.2 Результаты расчета Savant        9

1.3 Savant с графической картой   10

1.4 Интерфейс программы  11

1.5 Организация дерева проекта    15

1.6 Перевод информации и данных между узлами         16

1.7 Панели свойств узлов и действий       18

1.8 Общие свойства узлов   19

1.9 Действия с моделями CAD       22

1.10 Панель свойств CAD модели  24

1.11 Узел параметрических моделей        28

1.12 Опции сетки для сфер и эллипсоидов          42

1.13 Узел покрытия  43

2 Теория Savant        53

2.1 Метод падающих и отраженных лучей          53

2.2 Падающие и рассеянные поля  53

2.3 Фазовое соотношение лучей    54

2.4 SBR в определенных ограничениях    54

2.5 Физическая и геометрическая теории дифракции    55

2.6 Алгоритм SBR    58

2.7 Моделирование источника лучей (антенна Tx)        60

2.8 Нормализация и масштабирование мощности          62

2.9 Покрытие поверхности материалом   64

2.10 Таблица коэффициентов отражения-передачи       67

2.11 Коррекция сходимости лучей на искривленной поверхности      70

2.12 Коррекция клиньев ФТД        71

2.13 Лучи дифракции на ребрах в ОТД    73

2.14 Моделирование методом SBR ползучих  волн        74

2.15 Узлы Wedges    76

2.16 Панель свойств ребер  80

3 Базовые операции  Savant            83

3.1 Начало моделирования 83

3.2 Изменение угла просмотра модели     86

3.3 Переименование узла    87

3.4 Добавление короткой дипольной антенны  к сцене проекта          88

3.5 Установка метода расчета и частоты  96

3.6 Запуск моделирования и вывод результатов расчета           98

4 Источники тока. Нанесение на график и импорт результатов          106

4.1 Загрузка выполненного примера 1      107

4.2 Распределение тока  в монопольной проволочной антенне            108

4.3 Добавление и конфигурирование встроенной монопольной антенны      112

4.4 Проверка встроенной монопольной антенны            113

4.5 Перезапуск моделирования и нанесение результатов на график   117

4.6 Проверка источников тока используемых в моделировании          119

4.7 Нанесение на график результатов моделирования   123

4.8 Экспорт графика в виде файла 129

4.9 Импорт результатов  из примера 1 и сравнение его с полученными результатами            129

4.10 Изменение параметров  для создания  многомерных графиков   133

4.11 Создание полярного графика 136

5 Антенны на мобильных платформах     137

5.1 Добавление другой плоскости в проект         139

5.2 Модификация свойств модели CAD   140

5.3 Группирование моделей CAD  145

5.4 Добавление антенны к сцене   147

5.5 Запуск и просмотр лучей          149

5.6 Установка и запуск моделирования, вывод и показ результатов    150

5.7 Добавление в проект модели  самолета         152

5.8 Группировка моделей  CAD и добавление антенны к сцене           154

5.9 Запуск на расчет и сравнение результатов    157

6 Распределение ближнего поля и визуализация лучей в материалах 162

6.1 Загрузка модели окружающего пространства           163

6.2 Материал среды пространства антенны         165

6.3 Загрузка ДН рупорной антенны          169

6.4 Определение сетки точек пространственного наблюдения 172

6.5 Рабочая частота и  метод расчета        174

6.6 Запуск моделирования и вывод результатов расчета           175

6.7 Создание картины лучей и применение фильтров лучей    179

6.8 Применение фильтров SBR для просмотра лучей    182

6.9 Использование плоскости сечения  для просмотра интерьера области анализа  190

7 Электромагнитная совместимость         192

7.1 Загрузка модели самолета E-2C, состоящей из фасок          193

7.2 Задание свойств материала покрытия 195

7.3 Загрузка широкополосного источника антенны для монопольной антенны и размещение его на корпусе E-2C   201

7.4 Внесение антенны на поверхность самолета 204

7.5 Загрузка широкополосной ДН рупорной антенны и размещение ее в пространстве E-2C   207

7.6 Выбор установок на анализ      209

7.7 Запуск на расчет и вывод результатов на график     210

8 Коррекция расхождения лучей   214

8.1 Запуск проекта для фасетной модели CAD   215

8.2 Сравнение результатов 216

8.3 Перезапуск результатов с выделением искривления поверхности 222

9 Моделирование волн соскальзываения 224

9.1 Установки проекта с волнами соскальзывания         224

9.2 Визуализация волн соскальзывания    226

9.3 Представление и моделирование с учетом волн соскальзывания  230

9.4 Сравнение результатов полученных методом SBR  231

10 Антенные решетки         232

10.1 Добавление прямоугольной антенной решетки к сцене    232

10.2 Задание возбуждения элементов антенной решетки          236

10.3 Установка расчетной частоты решетки        238

10.4 Реконфигурация расположения элементов антенной решетки для сохранения разностной ДН         240

10.5 Антенная решетка над земляной платой      242

10.6 Конфигурация области углов дальнего поля и установки на расчет антенной решетки         244

10.7 Запуск моделирования и вывод результатов           246

11 Моделирование антенны на корабле методом теории дифракции 250

11.1 Создание CAD модели состоящей из двух PEC плат         250

11.2 Размещение монопольной антенны сверху платы  255

11.3 Ручная настройка клиньев в модели CAD    257

11.4 Запуск моделирования и сравнение с результатами полно-волнового электродинамического расчета.    261

11.5 Запуск моделирования с лучами UTD, и вывод результатов         266

11.6 Визуализация лучей UTD       269

11.7 Исследование свойств лучей UTD на модели корабля       272

11.8 Задание параметров расчета без лучей UTD           275

11.9 Запуск расчета с включенными лучами UTD.         277

12 Импорт ближнего поля антенны          285

12.1 Загрузка и экспорт проекта в Savant 292

12.2 Генерация источников тока для антенны    298

12.3 Вставка щелевой антенны в самолет 301

12.4 Расчет ДН дальнего поля в двух сечениях и нанесение результатов на графики            309

12.5 Создание нового проекта Savant и вставка щелевой антенны      314

12.6 Ориентация антенны   316

12.7 Согласование  плоской щели с кривизной цилиндра         317

12.8 Расчет ДН дальнего поля используя опцию ползущих волн         320

13 Работа программы в режиме изменения параметров            324

13.1 Настройка многошагового проекта   326

13.2 Добавление переменных в последовательность Multi-Run           326

13.3 Нанесение результатов на полярную систему координат 332

Заключение   335

Литература    336