CST仿真F22群目標(biāo)RCS實(shí)例

CST軟件套裝提供了許多工具，可用于在高頻下對(duì)現(xiàn)實(shí)生活中的幾何圖形進(jìn)行全波電磁（EM）仿真。支持從所有流行的CAD文件導(dǎo)入極其復(fù)雜的幾何圖形（這允許使用在機(jī)械工程專業(yè)工具中創(chuàng)建的模型），模型驗(yàn)證以及易于簡(jiǎn)化的EM仿真。該產(chǎn)品還包括內(nèi)部開發(fā)的網(wǎng)格劃分器，該網(wǎng)格可以劃分復(fù)雜的幾何形狀，采用六面體網(wǎng)格。網(wǎng)格劃分是自動(dòng)化的，并且非常高效，可以對(duì)細(xì)節(jié)，曲率和小的特征進(jìn)行精確建模，同時(shí)將EM仿真的要求保持在最低限度。

用于RCS的EM仿真最復(fù)雜的應(yīng)用之一是戰(zhàn)斗機(jī)，因?yàn)樗鼈兊某叽纾瑥?fù)雜性和用于該領(lǐng)域設(shè)備制造的頻率很高。CST軟件能夠完成不同頻段下群目標(biāo)（不少于3個(gè)目標(biāo)）RCS的仿真，包括瞬態(tài)和超寬帶目標(biāo)RCS的仿真；

1.1新建工程模版

1.運(yùn)行CST并創(chuàng)建工程模版

1)雙擊軟件圖標(biāo)打開軟件，點(diǎn)擊“New Template”，開始創(chuàng)建新的工程模版。

2)單擊“MICROWAVES&RF/OPTICAL”，選擇微波與射頻/光學(xué)應(yīng)用。    

3)單擊“Radar Cross section”，選擇RCS應(yīng)用；接著進(jìn)行下一步操作，單擊NET按鈕。

4)單擊“Mono-Static RCS”，選擇單站RCS的工作流程；接著進(jìn)行下一步操作單擊NET按鈕。    

5)單擊“Large Objects”，選擇大目標(biāo)的工作流程；接著進(jìn)行下一步操作單擊NET按鈕。

2. 設(shè)置求解器類型和求解頻率

1) 單擊“Asymptotic”，選擇高頻求解器；接著進(jìn)行下一步操作單擊NET按鈕。    

2) 設(shè)置尺寸單位為m、頻率單位為GHz 、時(shí)間單位為ns、溫度單位為Kelvin；接著進(jìn)行下一步操作單擊NET按鈕。

3) 檢查模版參數(shù)（求解器、單位等），如下圖所示，單擊“Finish”按鈕完成工程模版的創(chuàng)建。

4) 單擊“File”選項(xiàng)卡中的“Save As”，使用者可以自定義文件名稱及文件地址。

1.2 模型導(dǎo)入以及參數(shù)配置

1. 導(dǎo)入模型

1)“點(diǎn)擊”主界面下的“Modeling”按鈕，選擇“Import/Export”按鈕；導(dǎo)入三維F22模型，如下圖所示：

2) 雙擊“Navigation→Components→ default”，點(diǎn)擊鼠標(biāo)右鍵彈出的對(duì)話列表中選擇“Assign Material and Color”，可以設(shè)置目標(biāo)的材料以及顏色，此案例以PEC為例，具體操作如下圖所示：

3)“點(diǎn)擊”主界面中的“Modeling”按鈕，選擇“Transform”，彈出對(duì)話框，選擇“Translate”，“點(diǎn)擊”下面的“Copy”,可以完成群目標(biāo)的設(shè)置，來完成群目標(biāo)RCS的仿真，如下圖所示：    

2. 設(shè)置頻率

1)“點(diǎn)擊”主界面中的“Simulation”按鈕，選擇“Freqency”，可以完成頻率設(shè)置，如下圖所示

3. 檢查模版參數(shù)

1) 雙擊“Navigation→Plane Wave→ Plane Wave”，此時(shí)平面波已被模版定義好了，平面波參數(shù)設(shè)置如下圖所示，為線極化波，單擊“OK”按鈕關(guān)閉平面波設(shè)置。    

2) 檢查參數(shù)列表，此時(shí)模版定義好了三個(gè)參數(shù)，分別是alpha、theta和Phi，theta和Phi使用模版默認(rèn)值，也就是theta=0和Phi=0的方向，平面波為Z軸負(fù)方向入射，alpha可以改變電場(chǎng)極化的方向，模版默認(rèn)設(shè)置alpha=0，此時(shí)電場(chǎng)的極化方向?yàn)閤軸方向（將alpha修改為90，此時(shí)電場(chǎng)的極化方向?yàn)閥軸方向），因此確定電場(chǎng)極化方向和平面波傳播方向即可確定整個(gè)平面波，這里使用默認(rèn)的參數(shù)定義，無須修改參數(shù)數(shù)值，如下圖所示：

1.3 求解參數(shù)設(shè)置

1)“點(diǎn)擊”主界面中的“Simulation” 按鈕，選擇“Setup Solver”按鈕，彈出求解設(shè)置對(duì)話框，點(diǎn)擊“Polarization”，點(diǎn)擊“Add”添加極化方式，極化類型有“水平、垂直以及圓極化等方式”可供選擇，點(diǎn)擊“OK”添加成功，操作如下圖所示：    

2) 點(diǎn)擊“Frequency Sweeps”按鈕，點(diǎn)擊“Add”添加仿真計(jì)算頻段，可以設(shè)置多頻段也可以設(shè)置單頻點(diǎn)，這里以3GHz為例，點(diǎn)擊“OK”添加成功，操作如下圖所示：

3) 點(diǎn)擊“Observation Sweeps”按鈕，點(diǎn)擊“Add”添加掃描角度，可以設(shè)置單角度和多角度，點(diǎn)擊“OK”添加成功，操作如下圖所示：    

4) “點(diǎn)擊”主界面中的“Simulation” 按鈕，選擇“Setup Solver”按鈕，彈出求解設(shè)置對(duì)話框，點(diǎn)擊“Acceleration”按鈕，勾選CPU 和GPU加速模塊，如下圖所示

5）點(diǎn)擊“Start”開始仿真，計(jì)算進(jìn)度可以看右下角的“Progress”如下圖所示：    

1.4 結(jié)果后處理

1)  雙擊“Navigation→Farfields”，點(diǎn)擊f=3，可以查看在頻率為3GHz目標(biāo)的RCS結(jié)果，具體操作如下圖所示：

2）點(diǎn)擊“Farfield Plot”下的1D結(jié)果，可以看極坐標(biāo)系和笛卡爾坐標(biāo)系下的結(jié)果，如下圖所示：    

3）點(diǎn)擊主菜單中的“Post-Processing” →“Import/Export”， 可以導(dǎo)出計(jì)算結(jié)果，包括RCS值，電磁場(chǎng)的幅度和相位，并能方便地轉(zhuǎn)化為文本格式；如下圖所示：