2021-06-14

姓名：吴之鑫

学号：20021110114

学院：电子工程学院

【嵌牛导读】作为电磁仿真软件，FEKO软件能够基于几何模型准确仿真目标的电磁散射回波，本文将主要介绍如何通过FEKO的物理光学算法（RL-GO方法）仿真目标的远场回波。

【嵌牛鼻子】电磁仿真软件

【嵌牛提问】FEKO如何仿真目标远场回波

【嵌牛正文】

注意：我们这边的目标ISAR回波仿真都是基于转台模型进行回波仿真的，所以下面的步骤是我们用到的仿真方法，经供参考（其他一些方法没有涉及）。

步骤一：目标几何模型建模，可以直接在在主菜单下选择File→Import→Geometry→导入所需要的CAD模型。

这个图是直接在CADFEKO里画的，可以在左边construction-items-Model-geometry-cuboid1上双击修改模型几何参数。

步骤二：

选择仿真频率，这里我们一般用的是Linearly spaced discrete points这一选项。

下面就是已经设置好起始频率10GHz,终止频率11GHz，频率点数为128点。之后再点击OK键频率就设置好了。

步骤三：入射波模拟参数设置

首先按照上图步骤打开平面波入射波参数设置界面。（用来模拟雷达发射的电磁波）。幅度设为1，相位设为0，选择Loop over multiple directions 设置入射方向。特别注意的是俯仰角只能设置为90度，不然雷达成像平面不是一个平面了。方位角就设置自己需要的观察角度就行了。极化角设为0度，选择Linear再点击Create这个页面的设置就好了。

步骤三：选择远场条件

依次点击Request-Farfields得到如图Request Far fields 的页面，在Position中选择Calculate fields in plane wave incident direction 以计算单站回波。再从Advanced中选择Export fields to ASCII file(*.ffe)。最终的回波数据就存储在这个FFE文件中，需要根据他的文件格式将数据读取并进行一定的 *** 作就可以得到回波数据。

步骤四：对目标模型进行剖分

依次点击Mesh-Create mesh就可以得到Meshd窗，一般不做任何 *** 作直接再次点击Mesh就好了。下面这个就是剖分好的结果。

步骤五：设置仿真方法

依次点击Solve/Run-Solver settings 便会d出Solver settings的d窗。按照下图对High frequency中进行修改，其中RL-GO方法的最大相交次数可自己定义，一般要大于2。

步骤六：对剖分的模型设置仿真方法

首先在Construction-Model-Geometryzhong中的目标模型右键再点击Unlink mesh将模型与mesh分开（如果已经是分开的就不用做这部 *** 作）。

接着右键点击目标的mesh，在这个图里是Cuboid1_1。再点击Properties。

d出Mesh properties窗，选择Solution中Solve with special solution method可以看到多种方法。一般选择Physical optics (PO) - full ray-tracing和Ray launching - geometrical optics

(RL-GO)。前者是普通的PO算法，不考虑电磁场的多次d射，后者将多次单设考虑进去。选择其中一种方法，确定就好了

步骤七：运行仿真

点击FEKO solver 将模型保存运行就可以了。

回波数据就在FFE文件中（OUT文件中也有）一般选择再FFE文件中导出数据。

在FEKO中，极化方向就是电场与你所观察得那个面（即所求那个面deRCS)的位置关系，如果是垂直就是垂直极化，如果是在这个面里那就是水平极化。极化的定义通常，在三维直角坐标系中，沿Z轴正方向的行波的电场同时具有x分量和y分量，两个分量之间存在相位差，电场的瞬时总矢量场表示为电场瞬时总矢量场公式(公式1)（公式1）中， E1为沿x方向的线极化波幅度；E2为沿y方向的线极化波幅度；δ为Ey滞后于Ex的时间减去相位角。极化方式的分类极化方式分为三大类：线极化、椭圆极化、圆极化。其中，线极化又分为水平极化和垂直极化，椭圆极化又可分为左旋椭圆极化和右旋椭圆极化，圆极化又可分为左旋圆极化与右旋圆极化。水平极化（H）：例如，卫星向地面发射信号时，其无线电波的振动方向是水平方向。就类似于我们拿一条绳子左右抖动，产生的波是左右波动。垂直极化（V）：例如，卫星向地面发射信号时，其无线电波的振动方向是垂直方向。就类似于我们拿一条绳子上下抖动，产生的波是上下波动。计算RCS时如何在FEKO里面设置极化方式啊？！

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