Feko

Description

軟體說明

FEKO是針對設備級、系統級的電磁相容性能、天線設計及天線佈局分析、雷達目標體的隱身RCS分析等高頻電磁輻射、散射問題開發的專業電磁場分析軟體,從嚴格的電磁場積分方程出發,以經典的矩量法(MOM:Method Of Moment)為基礎,採用了多層快速多級子( MLFMM:Multi-Level Fast Multipole Method)演算法在保持精度的前提下大大提高了計算規模(專門針對電大尺寸的高頻電磁問題)及計算效率,在新版本FEKOv6.2引入高階矩量法(HOBF-MoM ),豐富了電大尺寸問題求解的手段,進一步提升了電大尺寸問題的精確計算能力;並將矩量法與經典的高頻分析方法(物理光學PO:Physical Optics、大面元物理光學法LEPO、幾何光學法GO:Geometric Optic、一致性繞射理論UTD: Uniform Theory of Diffraction)完美結合,從而非常適合於天線設計、載體上天線佈局分析、分析雷達散射截面(RCS)、電磁相容-EMI/EMI、開域的輻射等領域的各類電磁場問題。 此外,FEKO軟體混合了有限元法(FEM:Finite Element Method),能更精確的處理多層複雜電介質、生物體吸收率的問題。

20多年來,FEKO 一直是高頻電磁模擬領域的領導者。基於這一強大的傳統,它現在提供了一個具有成本效益的併行求解器包,用於為日益互聯的世界設計產品。

FEKO 在全球範圍內應用於多個行業,包括航空航天、國防、汽車、通信和消費電子產品,以縮短上市時間。FEKO 客戶通過強大的模擬驅動產品設計和部署策略實現了改進的連接性和功能。

FEKO解決了最廣泛的高頻電磁應用,使團隊能夠優化無線連接,包括 5G,確保電磁兼容性 (EMC),並執行雷達截面 (RCS) 和散射分析。從天線模擬和佈局、無線電覆蓋、網路規劃和頻譜管理,到電磁兼容性 (EMC/EMI)、天線罩建模、生物電磁學和射頻設備,FEKO 與其他 Altair 工具相結合,通過機器學習優化系統性能並減少複雜系統的建模時間。

Advantages

軟體優點

全面的矩量法

  • 集總或分散式電路單元(電阻、電感或電容,R/L/C)
  • 金屬線或面的介質塗覆或磁塗覆
  • 趨膚效應和歐姆損耗
  • 採用對稱性加速求解
  • 面等效原理處理多個均勻介質體(可以互相包圍)
  • 體等效原理處理小的非均勻介質體(一階六面體單元)
  • 薄介質片的特殊快速處理
  • 分層介質球(導體或介質核)的特殊球格林函數
  • 真實地面的反射係數方法

MLFMM(多層快速多極子)

FEKO軟體最先引入最為成熟的快速多極子技術,並成功引進快速多極子並行技術,使得求解電大尺寸的輻射和散射問題成為FEKO產品最大的亮點功能之一,使FEKO產品成為國、內外涉及電大尺寸電磁問題(尤其是天線佈局、系統EMC和雷達目標體的散射等問題)的科研院所、航空、航太、 船舶、汽車、電子等行業的首選產品。 FEKO的快速多極子並行技術在業界也是最為成熟的,依舊是電大問題求解的首選軟體。

高階矩量法(High Order MoM)

FEKO 軟體(v6.2版本之後)的高階矩量法允許採用更大的三角形網格(傳統矩量法-採用RWG基函數要求三角形邊長至少要小於lam/3),採用了分層高階基函數(HOBF ),可以精確地類比電流密度分佈,粗的網格可極大地降低計算未知數,減少了記憶體和運行的時間,而且和多層快速多極子相比,不存在不收斂或收斂慢的問題,適合於精確求解電大尺寸的系統EMC、天線/天線佈局與電磁散射等問題,豐富了FEKO軟體求解電大尺寸問題的能力。

矩量法(包括高階)與高頻近似演算法的混合(MoM/PO、MoM/GO和MoM/UTD)

對於電大尺寸或超電大尺寸電磁問題,在計算的硬體資源配置較低的情況下,利用高頻中局部效應起主要作用的特點,充分利用高頻物理光學法或幾何光學法來極大降低計算資源的需求和一致性繞射理論演算法的計算資源需求不再受結構尺寸的限制等特點,同時又不對計算結果有太大的損失。 FEKO軟體提供了矩量法與物理光學(PO法)、大面元物理光學法(LEPO)、幾何光學法(GO法)或一致性繞射理論(UTD法)的混合演算法,來求解電大或超電大尺寸的電磁問題。

矩量法與有限元演算法的混合(MoM/FEM)

FEKO中可以採用面等效原理(SEP)或體等效原理(VEP)的MoM/MLFMM方法來處理介質物體。 但是,對於非均勻介質,基於MoM的方法不能處理得很高效。 FEM方法,正好相反,可以非常有效地處理非均勻介質物體。 在FEM中,採用四面體網格可以很好逼近彎曲表面的幾何物體,並且該方法允許從一個四面體單元到另一個四面體單元的介質是變化的。 FEKO實現了FEM方法與MoM完美混合,加強了FEKO對複雜介質體處理的能力。

支援引入大面元物理光學方法(Large Element Physical optics (LE-PO))

FEKO 軟體(6.0版本之後)引入大面元的物理光學方法,可以按照多個波長來對目標進行網格的劃分,從而減少了計算未知量,提高了計算規模。大面元的物理光學方法和原修正的小面元物理光學方法結合,並與矩量法耦合,對於天線結構和精細結構可以採用矩量法,載體模型可以採用小面元物理光學法或大面元物理光學法,保證了計算的精度。大面元物理光學方法的引用,擴展了FEKO對於超電大尺寸(>1000個波長)目標體的散射計算能力。

支援高頻射線幾何光學法(Ray-launching GO (RL-GO))

RL-GO方法可應用於電尺寸特別巨大的目標體;RL-GO方法也可以應用於天線(反射面天線)、天線罩、天線布局等問題的模擬分析。

支援有限元法與快速多極子方法的混合

引入了有限元方法與快速多極子方法的耦合分析功能,支援四面體網格與三角形網格,對於包含複雜介質體和電大尺寸載體的問題,可以採用有限元+多層快速多極子方法來進行分析。

Features

軟體功能

複雜線纜束EMC功能建模及分析工具-Cable Modelling

引入了新的線纜原理圖編輯器(Cable schematic View),提供了豐富的線纜類型(單線、雙絞線、排線、同軸線以及任意複雜線束),支援複雜線纜束的自動捆綁(Auto bunding)功能,支援編織網結構遮罩層等。

複雜輻射源的等效源法

對於複雜的輻射源,如晶元、電路板、設備等,可以直接讀入測試或專業軟體模擬得到的輻射電場/磁場頻譜作為二次源,來在FEKO中評估該輻射源對環境場的影響。

複雜環境下空中雷達對地面的覆蓋

  • 飛機和無人機等飛行器、衛星與地面站的通信
  • 空中機載雷達(考慮方位面雷達掃描)對地面的覆蓋

艦載系統電磁相容模擬分析

  • 電磁輻射與抗擾度
  • 線纜束串擾和EMC
  • 電磁防護(雷電/電磁脈衝/高強度輻射場HIRF防護、電磁遮罩)等

天線及天線陣列設計分析

  • 線天線-Wire antenna
  • 喇叭天線-Horn antenna
  • 反射面天線-Reflector antenna
  • 微帶天線-Microstrip antenna
  • 寬頻帶天線-Wide band antenna
  • 陣列天線-Array antenna
  • 透鏡天線、THz天線
  • 基於特徵模(CMA)的天線設計
  • Feko+HyperStudy:天線優化設計