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    天线仿真软件

    来源 https://www.zhihu.com/question/292520260/answer/564036324

    从专业性来讲,首先要推荐的是丹麦的TICRA GRASP。这个软件不像HFSS CST 这些通用算法仿真软件理论上可以算任何结构,它的主要设计目的就是为了算反射面天线。所以它最初的算法是最适合基本反射天线的PO算法。简单来说,就是由于一般的反射面电尺寸都是大天线,可以用简单的光学反射原理来代替复杂的麦克斯韦方程来计算电磁波的反射。所以计算效率是最高的。然后针对反射天线的特殊应用场景,它又包含了很多快捷的设置。不像HFSS CST画个抛物面估计就让很多新手卡住了。他基本上可以做到一个wizard一路点下去就能完成绝大部分单反射,双反射天线的整个建模仿真。也可以考虑一些实际应用场景,比如支撑架,表面变形,粗糙度的影响。

    为了提高精度,也可以使用额外的MoM求解器来算。当然代价是更多计算时间和钱(MoM 需要额外license)

    TICRA 还有另外一个专门设计馈源的软件CHAMP,用的是模式匹配法MM。同样是非常专业,鼠标一键wizard到底完成设计建模。同样因为使用MM,计算速度奇快。计算结果可以导入GRASP作为馈源进行联合仿真。

    基本上,GRASP+CHAMP 是目前市场上最专业的反射面天线设计工具了。

     

    第二个软件可能有点冷门,μWave Wizard,德国Mician公司出品。这个软件主要是做波导的,用的是MM算法。答主工作前几年都在用这个,所以比较有感情。因为是MM 算法,优点就是一个字,快。本身也有设计馈源的wizard,也是一键搞定各种波纹喇叭(corrugated horn)。早期版本只看到有horn wizard,但是后来在example里已经有reflector了。所以应该也可以做反射天线设计。

     

    第三个是FEST3D。和μWave Wizard系出同门,也是用MM。据说和μWave Wizard创始人是师生关系,后来吵了一架就分道扬镳了。答主没有用过这个,不过看过演示,和μWave Wizard非常类似。所以应该也有设计反射天线的能力。

     

    接下来HFSS CST FEKO 都属于通用电磁仿真软件。

    HFSS 做FEM起家。强项是封闭结构。但是现在也有积分方程求解器 IE Solver ,也可以算电大尺寸。还可以用区域分解的方法,把不同区域用不同求解器进行计算以达到效率和精度的最佳组合。

    CST 做FDTD起家。强项是宽带仿真。但是现在也有频域FEM solver, 也有MoM solver 。基本上HFSS 有的它都有。

     

    Feko 答主没用过,据说是用MoM 。所以在天线设计上用的很多。

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    题主问HFSS 是不是很难仿反射面天线。

    我的回答是,HFSS完全可以设计。但是和TICRA 比起来,建模和计算效率都没有优势。如果题主手头只有HFSS, 也没关系,就是上手慢了一点而已。需要多花点时间画抛物面,设置方向图。如果需要和馈源一起仿真,还需要用区域分解方法设置不同区域不同求解器。

    =========== End

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