電磁場分析軟件FEKO

FEKO是復(fù)雜形狀三維結(jié)構(gòu)的電磁場分析軟件，是適用于復(fù)雜專業(yè)電磁場的仿真軟件，應(yīng)用范圍非常廣泛。FEKO基于著名的矩量法（ MoM）對 Maxwell方程組求解，可以解決任意復(fù)雜結(jié)構(gòu)的電磁問題，把多層快速多極子（MLFMM：Multi-Level Fast Multipole Method）算法推向市場的商業(yè)代碼，在保持精度的前提下大大提高了計(jì)算效率，使得精確仿真電大問題成為可能（典型的如簡單介質(zhì)模型的 RCS、天線罩、介質(zhì)透鏡）。FEKO中通過混合 MoM/ PO和MoM/UTD來為電大尺寸問題的精度提供保證，非常適合于分析開域輻射、雷達(dá)散射截面（ RCS）領(lǐng)域的各類電磁場問題。FEKO還針對許多特定問題，例如平面多層介質(zhì)結(jié)構(gòu)、金屬表面的涂覆等等，開發(fā)了量身定制的代碼，在保證精度的同時獲得最佳的效率。

主要功能

電大問題的求解：

   FEKO通過 MLFMM、MoM/PO、MoM/UTD從算法上提供了電大問題求解的途徑；

豐富的求解器選擇：

   FEKO提供多種核心算法，矩量法（MoM）、多層快速多極子方法（ MLFMM）、物理光學(xué)法（PO）、一致性繞射理論（ UTD）、有限元（ FEM）、平面多層介質(zhì)的格林函數(shù)，以及它們的混合算法來高效處理各類不同的問題；

優(yōu)化功能：

   FEKO提供了離散點(diǎn)計(jì)算方法、單純形方法、共軛梯度法、準(zhǔn)牛頓法等多種優(yōu)化方法；

快速寬頻響應(yīng)計(jì)算：

   FEKO通過自適應(yīng)頻率點(diǎn)采樣和插值，提供寬頻率響應(yīng)的快速計(jì)算能力；

時域求解：

   FEKO基于頻域分析，同時通過 FFT提供時域響應(yīng)分析能力；

強(qiáng)大的前后處理功能：

   CADFEKO提供直接面向求解器的 3D圖形建模和網(wǎng)格劃分功能，支持多種 CAD格式的網(wǎng)格文件導(dǎo)入：包括FEMAP Neutral (*.neu)，AUTOCAD (*.dxf)，特定的ASCII，NASTRAN (*.nas)，STL(*.stl)，ANSYS (*.cdb)，ParaSolid等等；POSTFEKO提供圖形化后處理能力。

二次開發(fā)：

   FEKO提供循環(huán)和分支控制語句，能夠輸入自定義的函數(shù)或進(jìn)行計(jì)算過程的程序化運(yùn)行。

支持多種硬件和軟件平臺：

   FEKO支持所有主流 CPU平臺和操作系統(tǒng)，包括先進(jìn)的64位系統(tǒng)和各種并行系統(tǒng)；

并行計(jì)算：

   FEKO提供并行版本，支持分布式內(nèi)存（ MPP）和共享式內(nèi)存（ SMP）并行方式，其 MLFMM求解器具有非常好的并行效率。在并行計(jì)算中，加速比和效率是并行程序進(jìn)行評價的重要指標(biāo)，其中，加速比定義為：單個節(jié)點(diǎn)上的運(yùn)行時間和 n個節(jié)點(diǎn)上運(yùn)行時間的比，效率定義為加速比和計(jì)算節(jié)點(diǎn)個數(shù)之比。

 

典型應(yīng)用

天線設(shè)計(jì)：

基于其獨(dú)特的高頻算法， FEKO廣泛應(yīng)用于包括線天線、面天線、喇叭天線、反射面天線、相控陣天線、微帶天線等各種天線結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)中，計(jì)算和優(yōu)化各種關(guān)心的天線性能參數(shù)。

天線布局：

飛機(jī)、艦船、車輛等載體上的天線在工作狀態(tài)下其輸入阻抗、方向圖等會受到載體的影響，載體的電尺寸通常都比較大， FEKO獨(dú)特的 MM/PO/UTD混合方法對這樣的電大尺寸問題非常適用，能有效地優(yōu)化載體上天線及天線系統(tǒng)的布局方案，類似的影響還包括地面、水面、天線附近的大型目標(biāo)等。

雷達(dá)散射截面計(jì)算：

對于大型目標(biāo)、地面目標(biāo)等的 RCS雷達(dá)散射截面（目標(biāo)識別）計(jì)算也通常是電大尺寸問題，同樣， FEKO的混合高頻算法對這類問題也有很好的計(jì)算效果。

EMC/EMI分析：

EMC/EMI分析的涵蓋范圍非常廣泛， FEKO適用于系統(tǒng)級的高頻 EMC/EMI計(jì)算，前面提到的天線布局分析實(shí)際上就可以完成天線系統(tǒng)的 EMC計(jì)算。FEKO的很多特有技術(shù)對 EMC分析非常有效，比如：有多種方法可以模擬介質(zhì)體和磁性結(jié)構(gòu)、能有效處理真實(shí)地面、用多層介質(zhì)函數(shù)可以分析印刷電路板、特別善于處理電大尺寸問題的高頻混合算法、自適應(yīng)頻率采樣（ AFS）技術(shù)特別適合于寬帶 EMC分析等等。

平面微帶天線：

FEKO采用全波方法分析微帶天線，可以精確獲得耦合、近場、遠(yuǎn)場、輻射方向圖、電流分布、阻抗等參數(shù)；

電纜系統(tǒng)：

  FEKO可以非常高效地處理系統(tǒng)中的負(fù)責(zé)電纜束的耦合以及電纜與天線的耦合問題。

文章來源武漢瑞達(dá)斯科技有限公司