MVG的Insight软件白皮书2016

平面已足够。图12所示的便是这一过程。

　　图12、INSIGHT中MVG对测得数据的后处理，可消除创建目标无线接地平面边界条件的有限接地平面边缘的衍射影响 [23]。

在验证示例中，已对位于直径7l (在测试频率 5.28 GHz下) 圆形接地平面上的天线进行了测量。在后处理后，为了消除边缘衍射，使用INSIGHT等效电流技术创建3D电磁模型。

　　图13、最终情景中近场源的准备和部署。

应注意的是，由于对无限接地平面条件进行了假设，一开始将源天线图像加入到等效电流计算，然后在确定测得源的等效黑盒表述时消除。

　　结果

　　将测得的单极锥天线作为灯箱黑盒计算并且导入到CEM模拟软件得到单极锥天线在完整测试情景(设置在图10中的长方形板上)中的最终图形。表1所示的是带单极锥天线的长方形板在5.28 GHz频率下测得和模拟的峰值方向性。" MEAS " 是标准测量。已使用同一惠更斯盒通过不同的CEM工具计算模拟结果[17-22]。可以看到测量结果和模拟结果非常一致。

　　表I、峰值方向性， 5.28 GHz –长方形板上的 SMC2200

图14所示的是被测频率下主切面的方向性辐射图形。尽管因馈波表述和测量、制造与模拟所引起的不确定性而产生近似值，模拟和测量之间仍保持非常高的一致性。

图14、长方形板上SMC2200单极锥天线方向性图形，频率5.28 GHz;Φ=0° 平面 (上)，Φ=90° 平面 (下)。使用测得的来源进行测量和模拟：CST [17]、Savant[18]、FEKO [19]、HFSS [20]、 ADF [21]、WIPL-D[22]。

根据测得的和模拟的场之间的加权差[5]，已对因测量和模拟之间的关联而产生的链接有效性进行了评估。测得的远场作为参照场。图15所示的是Φ = 0°和Φ= 90°下前半球中带有测得图形的各模拟工具的加权差重叠。

　　图15、模拟和测量的加权差，Φ=90° 平面。使用测得源进行模拟： CST[17]、Savant[18]、FEKO[19]、HFSS[20]、ADF[21]、WIPL-D [22]。

已计算加权差的中间值，该中间值表示表II所示的单一值中的关联。

　　表II、测量长方形板上单极锥天线SMC2200的加权均数差

模拟和测量之间的平均关联为约30 dB，这与从天线传统全波模拟中获得的结构相近。

这一积极的结果确认了技术的精度和有效性以及测量与CEM模拟工具之间的链接。

　　结论

在诸多复杂天线情景的实际电磁分析中，物理天线的全波表述无法提供用于部分计算电磁学(CEM)工具所要求的格式，尤其是当第三方提供天线和/或天线受知识产权保护时。

在这些情况中必须进行测量和模拟。拟定的解决方案植根于域分解技术并且测量隔离环境中物理天线的辐射图形，从而创建可以导入到商业CEM模拟工具的等效表述。该技术的主要优势在于在所采取的工作流程中无需对源文件进行额外的修改。因此，EQC模型可以用作多种和/或复杂模拟情景中的近场源。

这一被测源天线的等效模型基于黑盒理论并且包含一个EQC表述，形式为基于惠更斯等式的等效黑盒。使用反源法由MVG软件INSIGHT创建这一表述。如今，INSIGHT能够将EQC模型导出至多个CEM解算器：CST[17]、Savant[18]、FEKO[19]、HFSS[20]、ADF[21]、 WIPL-D[22]。

已验证测量和模拟之间的链接，从而证明了测得的近场源表述的精度及其在不同CEM工具和数字方法中的应用。该结果展示了该链接能够非常有效地确定多种复杂情景中的天线的特性。

这项技术的实际用途在于能够非常灵活地测试大型或复杂设备，尤其是在源天线特性未知的情况下。这是天线设计师工具包中的一件实用工具并且在面对因全球电子化程度与日俱增所产生的测试要求时能够顺利地实现这一用途。

·Lars Jacob Foged, MVG

·Lucia Scialacqua, MVG

　　参考资料

[1] L. J. Foged, L. Scialacqua, F. Saccardi, F. Mioc, D.Tallini, E. Leroux, U. Becker, J. L. Araque Quijano, G.Vecchi, “集成数字模拟和天线测量”, IEEE天线和传播协会国际研讨会, 2014年7月6日-11日

[2] L. J. Foged, L. Scialacqua, F. Saccardi, F. Mioc “通过测量增强棘手天线的数字模拟”, EUCAP 2015, 2015年4月12日-17日

[3] L. J. Foged, L. Scialacqua, F. Saccardi, F. Mioc, G.Vecchi. J. L. Araque Quijano, “基于精确被测源表述和数字工具的天线