FEKO 高頻電磁分析軟體

FEKO是德語Feldberechnung bei Korpern mit beliebiger Oberflache(任意複雜電磁場計算)首字母的縮寫。正如產品名稱所說,FEKO是一款基於矩量法的全波通用電磁分析軟體用於複雜形狀三維物體的電磁場分析。FEKO實現方法全面,包括可以分析薄介質片,多介質體及平面分層媒質等複雜問題,MoM/FEM混合求解方法非常適合求解複雜介質問題。另外,FEKO還具備參數優化,時域分析,自我調整頻率掃描及三維環境下複雜線纜分析的各種功能。為了求解電大乃至超電大問題,基於矩量法的積分方程演算法體系在2004年得到了極大的突破,FEKO第一個將多層快速多極子演算法(MLFMM)程式碼商業化,同時矩量法可與其他高頻近似方法混合計算,如與物理光學(PO),幾何光學(GO),以及一致性繞射理論(UTD)的混合。這種真正的混合求解技術極大的減少了計算資源的需求,擴大了求解電大尺寸問題的規模。


並行求解技術和其他技術如高級自我調整頻率掃描(快速計算寬頻回應),針對大規模問題的高效核外求解器,多層平面格林函數(類比真實地面或介質層),週期性邊界條件 (PBC),類比非輻射網路,線纜耦合分析,包含不同最佳化演算法(如格點搜尋法,基因演算法,粒子群演算法)的優化分析可被用來加速電磁問題的最佳化分析。

FEKO擁有專業的圖形化使用者介面,以及多個網格輸入介面(如 AUTOCAD DXF, NASTRAN, PATRAN)和CAD模型的輸入匯出介面 (如STEP, IGES, ACIS Exchange (SAT), CATIA V4 and V5格式)。


FEKO使用者介面
特色方法

近、遠場等效天線輻射源

 

 

 

  • 非輻射網路(Non-Radiation Network),SPICE電路與天線的聯合模擬
  • 車窗天線分析方法(特殊的MoM方法)
  • 縫隙天線分析方法(平面格林函數計算磁流)
  • 異的計算性能(ACA加速計算、全面的平行運算、GPU加速計算、out-of-core求解)
FEKO應用領域
天線設計:
FEKO天線類比功能強大,可方便用於各種類型天線的精確分析,如線天線,貼片天線,移動天線,喇叭天線,反射面天線,微帶天線,共形天線,寬頻天線,風窗天線,集成天線系統,天線陣列和複雜媒質和介質體中的天線等。由於FEKO演算法的多樣性,模擬天線時可得到極大的靈活度,快速得到精確結果。結合更專業的天線輔助設計工具——Antenna Magus市面上唯一商用天線設計資料庫,含有250種以上常用天線模組。大幅提高FEKO用於天線設計的效率,工程意義極大。



天線佈局:
矩量法與高頻近似方法(PO,GO和UTD)的混合求解技術,與高效的多層快速多極子演算法極大限度得擴大了電大載體結構如船體,飛機或汽車上的天線輻射方向圖,輻射危險區,RCS等問題的分析規模。由於電大結構分析的能力,FEKO成為電大載體上天線佈局的絕佳工具,可精確模擬載體對天線方向圖及其他性能的影響,應用非常廣泛。在3C產業FEKO提供了先進成熟的優化演算法:(包括遺傳演算法-GA、粒子群法-PSO、快速網格搜索-Fast Grid Search),結合FEKO軟體的演算法優勢,適合於對計算筆記本天線佈局進行模擬:
  • 模擬筆記本載體對天線的埠特性的影響如阻抗、反射係數(回波損耗)、駐波比等;
  • 模擬筆記本載體對天線輻射特性的影響:如方向性、效率等;
  • 輻射效率充分考慮埠的適配、天線的損耗等;



EMC分析:
FEKO被廣泛應用於EMC分析。可用來計算天線係數,主機殼屏蔽效應,天線隔離度,近場分佈,複雜環境的線纜耦合等問題,例如車體內的線纜,輻射危險區分析,用多層介質函數可以分析印刷電路板、特別善於處理電大尺寸問題的高頻混合算法、自適應頻率採樣(AFS)技術特別適合於寬帶EMC分析。



生物電磁:
FEKO不僅僅可以精確模擬近場,也可以精確模擬介質體,也提供多種符合IEEE要求的人體組織模型,通過FEKO模擬可以得到同向性和異向性人體模型中實際的SAR值。



射頻工具及三維電磁電路:
源於演算法的通用性,FEKO還可以用於波導結構分析,如濾波器,縫隙天線,定向耦合器等,微帶結構分析,如微帶濾波器,耦合器,電感等分析。



天線罩和散射問題:
結合多種演算法及先進精確求解電大尺寸的能力,FEKO可完成多個介質層的大型結構體分析,如天線罩分析,以及電大結構和電小結構的RCS分析,可考慮塗覆,介質等複雜結構形式。

 

天線設計工具  Antenna Magus

Antenna Magus是一款天線設計軟體工具。 它可依天線的種類搜尋天線的特性,而可以快速設計出天線及預估其特性,並將設計的天線輸出到FEKO中。

Antenna Magus可協助FEKO這樣的電磁分析工具。 它減少了查尋和評估任何給定應用的可行天線拓撲的時間,從而提供可靠的初始設計和經過驗證的模擬模型。 它非常好地補充了FEKO,作為天線合成過程中的重要工具。

Antenna Magus提供各種工具來協助天線設計師的工作

知識管理系統

許多工程師需要管理專有天線信息,使其結構良好,易於訪問,並且可以在同事和工作組之間共享。 Antenna Magus提供了這樣一個框架,以邏輯,可訪問的方式存儲文檔,草圖,設計算法,測量數據和模型等信息。 該架構在Antenna Magus數據庫中的所有天線之間保持一致,從而輕鬆查找信息並比較不同的天線。 隨著對特定天線的更多了解,或者隨著規格和要求的變化,信息可以很容易地擴展和改進。 一旦獲得信息,它就可以輕鬆(並安全地)在同事或朋友之間共享。

圖表追踪工具

圖表跟踪工具起源於Antenna Magus工程師使用的內部應用程序,用於讀取設計值並將掃描圖形中的軌跡數字化以便與其他數據集進行比較,但證明非常有用,因此被納入Antenna Magus中作為實用程序。

數據庫

基材庫(Substrate library)

基材庫包含廣泛的商業基材清單,並允許輕鬆添加用戶指定的基材。這消除了搜索文獻或互聯網尋找給定天線元件的合適基板的需要。襯底庫只需一次點擊即可完成,並且可根據指定的物理或電氣特性方便地過濾整個襯底數據庫。

波導庫(Waveguide library)

波導庫是一個通用名稱和標準波導類型和尺寸的集合。它可用於輕鬆查找特定名稱的尺寸或查找標準指南的電氣特性。圖書館中顯示了截止頻率以及使用頻率範圍。可以在公司/行業中使用的定制波導可以很容易地添加到庫中供以後參考。

 

 

 

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