CST仿真F22群目标RCS实例
CST软件套装提供了许多工具,可用于在高频下对现实生活中的几何图形进行全波电磁(EM)仿真。支持从所有流行的CAD文件导入极其复杂的几何图形(这允许使用在机械工程专业工具中创建的模型),模型验证以及易于简化的EM仿真。该产品还包括内部开发的网格划分器,该网格可以划分复杂的几何形状,采用六面体网格。网格划分是自动化的,并且非常高效,可以对细节,曲率和小的特征进行精确建模,同时将EM仿真的要求保持在最低限度。
用于RCS的EM仿真最复杂的应用之一是战斗机,因为它们的尺寸,复杂性和用于该领域设备制造的频率很高。CST软件能够完成不同频段下群目标(不少于3个目标)RCS的仿真,包括瞬态和超宽带目标RCS的仿真;
1.1新建工程模版
1.运行CST并创建工程模版
1)双击软件图标打开软件,点击“New Template”,开始创建新的工程模版。
2)单击“MICROWAVES&RF/OPTICAL”,选择微波与射频/光学应用。
3)单击“Radar Cross section”,选择RCS应用;接着进行下一步操作,单击NET按钮。
4)单击“Mono-Static RCS”,选择单站RCS的工作流程;接着进行下一步操作单击NET按钮。
5)单击“Large Objects”,选择大目标的工作流程;接着进行下一步操作单击NET按钮。
2. 设置求解器类型和求解频率
1) 单击“Asymptotic”,选择高频求解器;接着进行下一步操作单击NET按钮。
2) 设置尺寸单位为m、频率单位为GHz 、时间单位为ns、温度单位为Kelvin;接着进行下一步操作单击NET按钮。
3) 检查模版参数(求解器、单位等),如下图所示,单击“Finish”按钮完成工程模版的创建。
4) 单击“File”选项卡中的“Save As”,使用者可以自定义文件名称及文件地址。
1.2 模型导入以及参数配置
1. 导入模型
1)“点击”主界面下的“Modeling”按钮,选择“Import/Export”按钮;导入三维F22模型,如下图所示:
2) 双击“Navigation→Components→ default”,点击鼠标右键弹出的对话列表中选择“Assign Material and Color”,可以设置目标的材料以及颜色,此案例以PEC为例,具体操作如下图所示:
3)“点击”主界面中的“Modeling”按钮,选择“Transform”,弹出对话框,选择“Translate”,“点击”下面的“Copy”,可以完成群目标的设置,来完成群目标RCS的仿真,如下图所示:
2. 设置频率
1)“点击”主界面中的“Simulation”按钮,选择“Freqency”,可以完成频率设置,如下图所示
3. 检查模版参数
1) 双击“Navigation→Plane Wave→ Plane Wave”,此时平面波已被模版定义好了,平面波参数设置如下图所示,为线极化波,单击“OK”按钮关闭平面波设置。
2) 检查参数列表,此时模版定义好了三个参数,分别是alpha、theta和Phi,theta和Phi使用模版默认值,也就是theta=0和Phi=0的方向,平面波为Z轴负方向入射,alpha可以改变电场极化的方向,模版默认设置alpha=0,此时电场的极化方向为x轴方向(将alpha修改为90,此时电场的极化方向为y轴方向),因此确定电场极化方向和平面波传播方向即可确定整个平面波,这里使用默认的参数定义,无须修改参数数值,如下图所示:
1.3 求解参数设置
1)“点击”主界面中的“Simulation” 按钮,选择“Setup Solver”按钮,弹出求解设置对话框,点击“Polarization”,点击“Add”添加极化方式,极化类型有“水平、垂直以及圆极化等方式”可供选择,点击“OK”添加成功,操作如下图所示:
2) 点击“Frequency Sweeps”按钮,点击“Add”添加仿真计算频段,可以设置多频段也可以设置单频点,这里以3GHz为例,点击“OK”添加成功,操作如下图所示:
3) 点击“Observation Sweeps”按钮,点击“Add”添加扫描角度,可以设置单角度和多角度,点击“OK”添加成功,操作如下图所示:
4) “点击”主界面中的“Simulation” 按钮,选择“Setup Solver”按钮,弹出求解设置对话框,点击“Acceleration”按钮,勾选CPU 和GPU加速模块,如下图所示
5)点击“Start”开始仿真,计算进度可以看右下角的“Progress”如下图所示:
1.4 结果后处理
1) 双击“Navigation→Farfields”,点击f=3,可以查看在频率为3GHz目标的RCS结果,具体操作如下图所示:
2)点击“Farfield Plot”下的1D结果,可以看极坐标系和笛卡尔坐标系下的结果,如下图所示:
3)点击主菜单中的“Post-Processing” →“Import/Export”, 可以导出计算结果,包括RCS值,电磁场的幅度和相位,并能方便地转化为文本格式;如下图所示: