CST仿真F22群目標RCS實例

CST軟件套裝提供了許多工具，可用于在高頻下對現實生活中的幾何圖形進行全波電磁（EM）仿真。支持從所有流行的CAD文件導入極其復雜的幾何圖形（這允許使用在機械工程專業(yè)工具中創(chuàng)建的模型），模型驗證以及易于簡化的EM仿真。該產品還包括內部開發(fā)的網格劃分器，該網格可以劃分復雜的幾何形狀，采用六面體網格。網格劃分是自動化的，并且非常高效，可以對細節(jié)，曲率和小的特征進行精確建模，同時將EM仿真的要求保持在最低限度。

用于RCS的EM仿真最復雜的應用之一是戰(zhàn)斗機，因為它們的尺寸，復雜性和用于該領域設備制造的頻率很高。CST軟件能夠完成不同頻段下群目標（不少于3個目標）RCS的仿真，包括瞬態(tài)和超寬帶目標RCS的仿真；

1.1新建工程模版

1.運行CST并創(chuàng)建工程模版

1)雙擊軟件圖標打開軟件，點擊“New Template”，開始創(chuàng)建新的工程模版。

2)單擊“MICROWAVES&RF/OPTICAL”，選擇微波與射頻/光學應用。    

3)單擊“Radar Cross section”，選擇RCS應用；接著進行下一步操作，單擊NET按鈕。

4)單擊“Mono-Static RCS”，選擇單站RCS的工作流程；接著進行下一步操作單擊NET按鈕。    

5)單擊“Large Objects”，選擇大目標的工作流程；接著進行下一步操作單擊NET按鈕。

2. 設置求解器類型和求解頻率

1) 單擊“Asymptotic”，選擇高頻求解器；接著進行下一步操作單擊NET按鈕。    

2) 設置尺寸單位為m、頻率單位為GHz 、時間單位為ns、溫度單位為Kelvin；接著進行下一步操作單擊NET按鈕。

3) 檢查模版參數（求解器、單位等），如下圖所示，單擊“Finish”按鈕完成工程模版的創(chuàng)建。

4) 單擊“File”選項卡中的“Save As”，使用者可以自定義文件名稱及文件地址。

1.2 模型導入以及參數配置

1. 導入模型

1)“點擊”主界面下的“Modeling”按鈕，選擇“Import/Export”按鈕；導入三維F22模型，如下圖所示：

2) 雙擊“Navigation→Components→ default”，點擊鼠標右鍵彈出的對話列表中選擇“Assign Material and Color”，可以設置目標的材料以及顏色，此案例以PEC為例，具體操作如下圖所示：

3)“點擊”主界面中的“Modeling”按鈕，選擇“Transform”，彈出對話框，選擇“Translate”，“點擊”下面的“Copy”,可以完成群目標的設置，來完成群目標RCS的仿真，如下圖所示：    

2. 設置頻率

1)“點擊”主界面中的“Simulation”按鈕，選擇“Freqency”，可以完成頻率設置，如下圖所示

3. 檢查模版參數

1) 雙擊“Navigation→Plane Wave→ Plane Wave”，此時平面波已被模版定義好了，平面波參數設置如下圖所示，為線極化波，單擊“OK”按鈕關閉平面波設置。    

2) 檢查參數列表，此時模版定義好了三個參數，分別是alpha、theta和Phi，theta和Phi使用模版默認值，也就是theta=0和Phi=0的方向，平面波為Z軸負方向入射，alpha可以改變電場極化的方向，模版默認設置alpha=0，此時電場的極化方向為x軸方向（將alpha修改為90，此時電場的極化方向為y軸方向），因此確定電場極化方向和平面波傳播方向即可確定整個平面波，這里使用默認的參數定義，無須修改參數數值，如下圖所示：

1.3 求解參數設置

1)“點擊”主界面中的“Simulation” 按鈕，選擇“Setup Solver”按鈕，彈出求解設置對話框，點擊“Polarization”，點擊“Add”添加極化方式，極化類型有“水平、垂直以及圓極化等方式”可供選擇，點擊“OK”添加成功，操作如下圖所示：    

2) 點擊“Frequency Sweeps”按鈕，點擊“Add”添加仿真計算頻段，可以設置多頻段也可以設置單頻點，這里以3GHz為例，點擊“OK”添加成功，操作如下圖所示：

3) 點擊“Observation Sweeps”按鈕，點擊“Add”添加掃描角度，可以設置單角度和多角度，點擊“OK”添加成功，操作如下圖所示：    

4) “點擊”主界面中的“Simulation” 按鈕，選擇“Setup Solver”按鈕，彈出求解設置對話框，點擊“Acceleration”按鈕，勾選CPU 和GPU加速模塊，如下圖所示

5）點擊“Start”開始仿真，計算進度可以看右下角的“Progress”如下圖所示：    

1.4 結果后處理

1)  雙擊“Navigation→Farfields”，點擊f=3，可以查看在頻率為3GHz目標的RCS結果，具體操作如下圖所示：

2）點擊“Farfield Plot”下的1D結果，可以看極坐標系和笛卡爾坐標系下的結果，如下圖所示：    

3）點擊主菜單中的“Post-Processing” →“Import/Export”， 可以導出計算結果，包括RCS值，電磁場的幅度和相位，并能方便地轉化為文本格式；如下圖所示：