使用電磁模擬軟體 : FEKO 分析大尺寸結構之高頻電磁效應 陳威良、吳俊德
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摘 要
隨著頻率越來越高，大尺寸結構（根據波長）在實際的應用上有明顯急速增加的趨勢，近年來研究人員致力於發展快速且 有效的分析技巧以處理此類的問題。而要滿足二十分之一波長當作網格尺寸的切割要求越來越困難。不僅計算時間大幅度 增加，許多大尺寸的問題，現在的電腦均無法有效率的去配置足夠的記憶體。傳統的數值方法如矩量法（Method of Moments, MoM）最引人注目的便是它可靠的正確性，但隨著矩陣結構越大時，其效率就變得難以忍受了。均勻繞射理論
（Uniform Theory of Diffraction, UTD）與物理光學法（Physical Optics, PO）對於此類問題比傳統數值電磁方法，諸如矩量 法（Method of Moments）與有限元素法（Finite Element Method, FEM）更能有效率的解決此類問題。
關鍵詞 : 矩量法 ; 均勻繞射理論 ; 物理光學
目錄
第一章 緒論 1.1 研究動機．．．．．．．．．．．．．．．．．． 1 1.2 章節概述．．．．．．．．．．．．．．．．．
． 2 第二章 基本理論 2.1 矩量法．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 4 2.2 高頻近似法．．．．．．．．．．．．
．．．．． 8 2.2.1 幾何光學．．．．．．．．．．．．．．．． 9 2.2.2 幾何光學反射場．．．．．．．．．．．．． 11 2.2.3 幾何光學的缺失．．．．．．．．．．．．． 12 2.2.4 幾何繞射原理．．．．．．．．．．．．．． 12 2.2.5 物理光 學法．．．．．．．．．．．．．．． 15 2.3 MoM-UTD混合法．．．．．．．．．．．．．． 18 2.3.1 MoM-UTD方法 的基本原理．．．．．．．．19 2.3.2 導體圓柱面上線形天線間的隔離度．．．．． 21 第三章 電磁模擬軟體：FEKO 3.1 FEKO簡介．．．．．．．．．．．．．．．．． 30 3.2 FEKO應用領域．．．．．．．．．．．．．．． 31 第四章 MoM與MoM-UTD法之分析比較 4.1模擬架構與數值結果．．．．．．．．．．．．． 35 第五章 反射面天線 5.1 反射面天 線之簡介．．．．．．．．．．．．．． 41 5.2 反射面天線之設計原理．．．．．．．．．．．． 42 5.3 號角天線．．．
．．．．．．．．．．．．．．． 44 5.4 反射面天線之模擬．．．．．．．．．．．．．． 45 第六章 數值結果探討與結 論 6.1 第四章模擬結果探討與結論．．．．．．．．．． 54 6.2 第五章模擬結果探討與結論．．．．．．．．．． 55 6.3 總結．．．．．．．．．．．．．．．．，．．．56 參考文獻．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．57 參考文獻
[1]D.A. McNamara, C.W.I. Pistorius and J.A.G. Malheribe,“Introduction To The Uniform Geometrical Theory of Diffraction,”Artech House Inc., 1990.
[2]Isak P. Theron, David B. Davidson and Ulrich Jakobus,“Hybridization of the method of moments with a UTD treatment of a conducting cylinder,”Dept. Electric Engineering, Univ. of Stellenbosch, South Africa.
[3]Walter D. Burnside,“UTD Antenna Codes Through the Years,”IEEE CNF,18-25 July 1992 Page(s):1460-1461 Vil.3.
[4]Theron, I.P.; Davidson, D.B.; Jakobus, U.“ Extensions to the hybrid method of moments/uniform GTD formulation for sources located close to a smooth convex surface,”IEEE JNL, Volume 48, Issue 6, June 2000 Page(s):940–945.
[5]K. J. Vinoy and R. M. Jha,“Radar Absorbing Materials From Theory to Design and Characterization,”Kluwer Academic Pubkishers, 1996.
[6]A. Sturm, K.-H. Gonschorek and G. West,“Geometrically Extended UTD Compared to the Classical UTD,”IEEE CNF, Volume 2, 21-25 Aug. 2000 Page(s):815 - 820 vol.2 [7]O. Civi, P. H. Pathak, H. T. Chou and P. Nepa, “Extension to Hybrid UTD-MoM Approach for the Efficient Analysis of Radiation/Scattering from Tapered Array Distributions,”IEEE CNF, Volume 1, 16-21 July 2000 Page(s):70 - 73 vol.1 [8]U.
Jackobus, F. J. C. Meyer,“A Hybrid Physical Optics/Method of Moments Numerical Technique: Theory, Investigation and Application,”
FEKO.
[9]Pathak P. H., Wang M. N.,“Ray Analysis of Mutual Coupling Between Antennas on a Convex Surface,”IEEE Trans on AP, 1981 Page(s):911-922.
[10]M. Sabielny, H.-D Brtins,“Practical Aspects of The Physical Optics-Moment Method Hybrid Method,”Technical University of Hamburg-Harburg, Germany.
[11]Ulrich Jakobus,“Analysis of Hifh-Frequency EMC Problems By An Asymptotic Hybrid Method Combining MoM With UTD or IPO
”EMSS, Stellenbosch, South Africa.
[12]何賢奎,“應用於超大型陣列結構的電磁輻射與散射問題之數值分析,”元智大學電機工程研究所碩士論文, June 2001.
[13]陳昌昇,“使用二次曲面近似三維導體與數值動差法求解電磁散射問題,”海洋大學電機工程研究所碩士論文, June 2000 [14]廖兆祥,“
最佳化設計反射面天線於衛星直播系統”大葉大學電信工程學係碩士論文, June 2004.
[15]詹順翔,“寬頻四脊喇叭天線之設計與分析,”大葉大學電信工程學係碩士論文, June 2005.
[16]蘇柏霖,“應用阻抗性反射板改善無線通信天線之功能,”元智大學電機工程研究所碩士論文, June 2001.
[17]劉子梁,張玉,梁昌洪,“用MoM-UTD混合方法求解電大導體上天線間的隔離度,”西安電子科技大學學報, Dec. 2005.
[18]齊立平,“多重路徑對波前之影響分析,"大葉大學電機工程研究所碩士論文,June 1999.
[19] http://www.feko.info/ [20] http://www.caeworld.cn/
