摘要

在FEKO中，常常會涉及到相控陣天線與復雜模型結構的一體化的仿真問題，該類問題最大的特點就是建模過程中包含有大量重復性操作以及復雜結構的構建，如果采取手動操作的方式，建模過程必然讓人崩潰，同時作為CAE軟件的FEKO對于復雜結構的建模顯然是無法與專業(yè)的CAD軟件來的高效。因此針對這一類問題，本文以相控陣天線建模為例，提出了一種基于matlab-feko-API技術的自動建模方案,該方案能更加快速，可靠的完成好友大量重復性結構以及復雜結構的電磁問題的建模。

操作過程

聯(lián)合使用matlab和CADfeko(or三維建模軟件)進行復雜結構+重復性結構問題的仿真建模，可以兼顧CADFEKO的直觀性和簡易性以及Matlab的高效性，可以極大的提高模型建模效率，降低人為處理大量重復性結構建模所帶來的低效，易錯的問題。這個問題目前在兩類問題上有著最為明顯的應用：復雜結構+相控陣天線仿真問題，曲面超表面天線罩建模問題。

以相控陣天線+復雜結構問題為例：其中復雜結構可以通過在solidwork，ProE等建模軟件上完成建模并導入CADFEKO中，而相控陣天線的建模需要借助于腳本完成。相控陣天線的建模涉及的大量重復性操作主要為三個部分：1）周期性貼片和饋線的建模；2）饋源的設置；3）實現(xiàn)波束掃描的多求解項設置。具體的技術路線圖如圖所示：

FEKO2017以后版本，Script editor功能顯著增強，建模操作的庫函數(shù)顯著豐富，同時增加了腳本錄制功能，可實時將CADfeko中各種操作映射到腳本編輯器中，極大降低了二次開發(fā)的難度。

本文將基于Matlab-feko-API二次開發(fā)方法，在FEKO平臺上，實現(xiàn)相控陣天線自動建模，波束自動掃描功能。微帶相控陣天線自動建模模塊主體結構分為兩個部分：1）主程序為陣元尺寸，位置以及幅相分布的計算與配置，并通過調用建模函數(shù)，進行陣列天線的建模；2）子程序為MATLAB-feko-API函數(shù)庫，為連接MATLAB與FEKO script接口。

step1：參數(shù)設置，進入主程序，對相控陣天線的結構參數(shù)，波束掃描范圍以及源數(shù)據(jù)位置進行設置。通過simulation_flag計算標識符的設置選擇計算和波束還是差波束。設置完成，運行主程序，生成建模腳本.lua文件。

step2：打開FEKO主界面，打開script editor腳本編輯器，將.lua文件拖拽入腳本編輯器。

step3：點擊運行，即可完成貼片單元和饋線的自動建模同時依據(jù)用戶設置的掃描角范圍，通過自動設置不同不同求解項configuration實現(xiàn)波束掃描。

step4：在CADfeko中手動建?；?，設置材料屬性并將貼片，饋線與基板合并（union），相控陣天線的相位掃描依賴于excle表中不同掃描角下的相位錄入，下圖第一行表述波束掃描角，每一列數(shù)據(jù)分別代表該掃角下不同單元的饋電相位，饋電相位從第一象限開始的設置。

step5:將艙體，天線罩等復雜模型通過中間格式導入相控陣天線模型中，即可實現(xiàn)相控陣天線+復雜模型的電磁計算，同時能自動計算不同波束掃描角下的電磁計算，可以極大的減少手動操作的過程，提高效率。

總結

本文以相控陣天線-復雜模型建模仿真為例，介紹了一種基matlab-feko-API技術的快速建模方法，該方法可以快速實現(xiàn)相控陣天線的自動建模，該方法的核心在于基于MATLAB和feko script建模接口函數(shù)庫API，該函數(shù)庫后續(xù)用戶可根據(jù)需要自行進行擴展，F(xiàn)EKO2017以后版本增加了腳本實時錄制功能，這極大的降低了用戶編寫API的難度，主程序用戶可根據(jù)具體應用場景進行編寫。本文涉的的代碼有需的關注公眾號“電磁CAEer”后私信。（PS:主程序中引用文件夾位置需要根據(jù)用戶實際情況進行修改，以免報錯）

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