2.1 Обзор программы
Проблемная часть исследований РПМ на основе метаматериала представляет моделирование их электродинамических свойств с учетом краевых эффектов подложки, взаимодействия SRR в решетке. Для этого целесообразно применять специальное программное обеспечение, позволяющее моделировать РПМ с отрицательными значениями магнитной и диэлектрической проницаемостями. По методам анализа программы делятся на две основные группы - использующие метод конечных элементов и метод моментов. Примером первого метода является программа Ansys ansoft HFSS.
В отличии от HFSS, вычислительное ядро EMCoS Antenna VirtualLab компании EMCoS на основе численных решений уравнений Максвелла, базирующееся на методе частотных моментов, позволяет решать две важные задачи: детальный анализ характеристик РПМ на основе метаматериала и оптимизацию геометрических характеристик РПМ по заданным исходным электрофизическим свойствам. Основным преимуществом метода частотных моментов является способность рассчитать характеристики электромагнитных устройств в широком диапазоне частот со сколь угодно высокой разрешающей способностью по частоте, в результате чего снижается вероятность потери острых резонансных пиков, что актуально в связи с узкополосностью РПМ.
Интерфейс программы разбит на 4 поэтапные вкладки (рисунок 6):
· Geometry;
· Model;
· Mesh;
· Post Processing.
Рисунок 6 - Меню вкладок.
Первым этапом создаётся геометрическая форма модели во вкладке "Geometry" (рисунок 7).
Рисунок 7 - Вкладка "Geometry".
Структуры представляют собой как одномерные проволочные элементы, двухмерные плоскости и трёхмерные тела. В случае необходимости, программа поддерживает импорт 3D файлов сторонних программ 3D моделирования, что открывает бесконечное множество вариаций форм.
Определившись с выбором объекта, нужно перейти на следующую вкладку "Model" (рисунок 8). В открывшемся окне (рисунок) мы задаём электродинамические характеристики геометрическим фигурам, добавляем, излучающие элементы, задаём поля ближней и дальней зон.
Рисунок 8 - Вкладка "Model".
Следующим этапом, мы должны задать разрешающую способность вычислений во вкладке "Mesh" (рисунок 9). Вся модель разбивается на треугольные участки, в каждом из которых проводятся решения на основе численных решений уравнений Максвелла. В случае ошибки автоматического построения и возникновения пересечения треугольников в каком-то участке, существует ручное редактирование треугольников.
Рисунок 9 - Вкладка "Mesh"
В последней вкладке "Post Processing" (рисунок 10) проводятся вычисления, построение и анализ как двухмерных, так и трёхмерных графиков. Существует возможность экспорта полученных данных в другие форматы, для более удобного сравнения и обработки.
Рисунок 10 - Вкладка "Geometry".
Для того, что бы задать параметры вычисления, нужно открыть окно "Calculation Task" (рисунок 11) в котором можно задать диапазон и шаг частот, при которых будут проходить вычисления.
Рисунок 11 - Вкладка "Post Processing"
За основу был взят поляризационно усиленный поглощающий метаматериал с широким падающим углом. [18]
- Введение
- 1. Анализ видов радиопоглощающих материалов
- 1.1 Актуальность
- 1.2 Виды РПМ
- 1.3 РПМ на основе метаматериала
- 2. Моделирование радиопоглощающей поверхности с фиксированными размерами в EMCoS Antenna VirtualLab
- 2.1 Обзор программы
- 2.2 Моделирование РПМ
- 2.3 Изготовление РПМ методом фотолитографии
- 3. Изучение электрических характеристик эластичных проводников
- 3.1 Углеродные нанотрубки
- 3.2 Жидкие провода
- 4. Оптимизация модели под радиопоглощающий материал с динамическими размерами
- Электромагнитное поле радиочастот
- Биологическое действие эмп радиочастот
- 2. Электромагнитные поля радиочастот.
- 2. Средства и меры защиты от свч - излучения
- Предельно допустимая напряженность эмп радиочастот в диапазоне 0,06-300 мГц на рабочих местах
- Усилители радиочастот – мшу
- 4.4. Усилители радиочастоты в диапазоне свч
- Измерение мощности в диапазоне СВЧ
- 2. Диапазоны радиочастот