如何使用FEKO實(shí)現(xiàn)機(jī)載導(dǎo)航天線方向圖的分析

　　1、引言

　　機(jī)載天線輻射方向圖特性的研究是導(dǎo)航天線與載體綜合性能分析的重要方面。采用實(shí)測的方法，不僅獲得的測量數(shù)據(jù)較少，而且造成大量的人員浪費(fèi)和經(jīng)濟(jì)損失。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，現(xiàn)在大多采用電磁仿真軟件進(jìn)行機(jī)載天線方向圖的研究。使用電磁仿真軟件，可以極大的提高分析的速度和節(jié)約研究的成本。FEKO是一款用于3D結(jié)構(gòu)電磁場分析的仿真軟件，其計(jì)算基于積分方程的求解，算法包括矩量法（MOM）、多層快速多極子（MLFMM）、物理光學(xué)（PO）、一致性繞射理論（UTD）等，對(duì)于電大尺寸問題有較好的分析能力。本文首先使用FEKO軟件對(duì)某載機(jī)進(jìn)行建模，其次分析了L波段導(dǎo)航天線放置在飛機(jī)背部中心時(shí)飛機(jī)各個(gè)部分對(duì)天線水平面方向圖的影響，最后對(duì)使用FEKO仿真不同電大尺寸物體時(shí)的計(jì)算量、計(jì)算時(shí)間和內(nèi)存使用進(jìn)行了比較。

　　2、載機(jī)簡化模型的建立

　　本文使用FEKO軟件建立了某新型載機(jī)的仿真計(jì)算簡化模型，模型如圖1所示。建模時(shí)在保持主要電磁散射特性的原則下，結(jié)合FEKO中提供的建模功能對(duì)飛機(jī)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了簡化，只將對(duì)天線方向圖影響較大的機(jī)頭，機(jī)身，機(jī)尾，主翼，垂尾進(jìn)行近似，其他部分予以省略。其中，機(jī)首用兩個(gè)圓錐面來實(shí)現(xiàn)，并用橢球面模擬機(jī)首部位的座艙;機(jī)身用圓柱面來模擬機(jī)尾由圓錐面來實(shí)現(xiàn)現(xiàn);機(jī)翼和垂尾用實(shí)體平面搭建的六面體來近似。載機(jī)的數(shù)學(xué)模型的坐標(biāo)原點(diǎn)取在機(jī)身軸線中點(diǎn)，從原點(diǎn)指向右邊機(jī)翼的方向?yàn)閅軸正方向，沿機(jī)身軸線指向機(jī)尾的方向?yàn)閄軸正方向，垂直于機(jī)身軸線并指向垂尾的方向?yàn)閆軸正方向，建立了如圖1 所示的右手螺旋坐標(biāo)系。該載機(jī)模型機(jī)身半徑0.6m，機(jī)身長14.57m，翼展8.78m，天線放置在機(jī)身背部中心。