Моделирование радиопоглощающей поверхности с фиксированными размерами в EMCoS Antenna VirtualLab

Проблемная часть исследований РПМ на основе метаматериала представляет моделирование их электродинамических свойств с учетом краевых эффектов подложки, взаимодействия SRR в решетке. Для этого целесообразно применять специальное программное обеспечение, позволяющее моделировать РПМ с отрицательными значениями магнитной и диэлектрической проницаемостями. По методам анализа программы делятся на две основные группы - использующие метод конечных элементов и метод моментов. Примером первого метода является программа Ansys ansoft HFSS.

В отличии от HFSS, вычислительное ядро EMCoS Antenna VirtualLab компании EMCoS на основе численных решений уравнений Максвелла, базирующееся на методе частотных моментов, позволяет решать две важные задачи: детальный анализ характеристик РПМ на основе метаматериала и оптимизацию геометрических характеристик РПМ по заданным исходным электрофизическим свойствам. Основным преимуществом метода частотных моментов является способность рассчитать характеристики электромагнитных устройств в широком диапазоне частот со сколь угодно высокой разрешающей способностью по частоте, в результате чего снижается вероятность потери острых резонансных пиков, что актуально в связи с узкополосностью РПМ.

Интерфейс программы разбит на 4 поэтапные вкладки (рисунок 6):

· Geometry;

· Model;

· Mesh;

· Post Processing.

Рисунок 6 - Меню вкладок.

Первым этапом создаётся геометрическая форма модели во вкладке "Geometry" (рисунок 7).

Рисунок 7 - Вкладка "Geometry".

Структуры представляют собой как одномерные проволочные элементы, двухмерные плоскости и трёхмерные тела. В случае необходимости, программа поддерживает импорт 3D файлов сторонних программ 3D моделирования, что открывает бесконечное множество вариаций форм.

Определившись с выбором объекта, нужно перейти на следующую вкладку "Model" (рисунок 8). В открывшемся окне (рисунок) мы задаём электродинамические характеристики геометрическим фигурам, добавляем, излучающие элементы, задаём поля ближней и дальней зон.

Рисунок 8 - Вкладка "Model".

Следующим этапом, мы должны задать разрешающую способность вычислений во вкладке "Mesh" (рисунок 9). Вся модель разбивается на треугольные участки, в каждом из которых проводятся решения на основе численных решений уравнений Максвелла. В случае ошибки автоматического построения и возникновения пересечения треугольников в каком-то участке, существует ручное редактирование треугольников.

Рисунок 9 - Вкладка "Mesh"

В последней вкладке "Post Processing" (рисунок 10) проводятся вычисления, построение и анализ как двухмерных, так и трёхмерных графиков. Существует возможность экспорта полученных данных в другие форматы, для более удобного сравнения и обработки.

Рисунок 10 - Вкладка "Geometry".

Для того, что бы задать параметры вычисления, нужно открыть окно "Calculation Task" (рисунок 11) в котором можно задать диапазон и шаг частот, при которых будут проходить вычисления.

Рисунок 11 - Вкладка "Post Processing"

За основу был взят поляризационно усиленный поглощающий метаматериал с широким падающим углом. [18]

Читайте также

Надежность работы ВОЛП
В данной работе рассматривается проблема обеспечения надежности эксплуатируемых линейно-кабельных сооружений при воздействии внешних факторов - влияние молнии, воздействие коррозии, меха ...

Проектирование модуля управления трехфазным асинхронным двигателем
В настоящее время создано множество схем управления двигателями переменного напряжения. При этом делается большой акцент на применение в этих схемах специальных унифицированных микросхем ...

Разработка лабораторного стенда Измерение опасных акустических сигналов
Для человека слух является вторым по информативности после зрения. Поэтому одним из довольно распространенных каналов утечки информации является акустический канал. В акустическом канал ...