本节案例计算车窗天线的输入阻抗，天线位于车窗玻璃内部，并考虑部分车身对天线输入阻抗的影响。图5-270所示为车窗天线计算模型。确保天线与汽车结构的网格连续。FEKO中针对车窗天线的特殊算法，只要求玻璃结构的网格能够精确模拟几何结构即可，无须满足其仿真电尺寸要求，FEKO软件自动应用曲面单元模拟玻璃结构。其中，“Offset A”为0，说明天线单元位于“Reference plane”位置。......
2025-09-30
FEKO仿真技术显著降低天线与屏蔽线缆束的场线耦合
【摘要】：单极子天线与线束耦合分析，理想地面上单极子天线辐射，分析屏蔽线缆端口电磁感应信号。启动CADFEKO，新建一个工程：Cable_Coupling.cfx，单位采用默认m。图8-16 定义单极子天线端口定义线缆路径进入“Cables”菜单，单击“Cable path”按钮，弹出“Create cable path”对话框，进行如下设置。图8-20 生成StartConnector“Path terminal”修改为：CablePath1.End。图8-22 定义Cable Instance创建线束外围电路在“Cables”菜单中，单击右侧的“Schematic”→“CableHarness1”，进入线束原理图编辑界面。单击“OK”按钮，如图8-24所示。
单极子天线与线束耦合分析，理想地面上单极子天线辐射，分析屏蔽线缆端口电磁感应信号。启动CADFEKO，新建一个工程：Cable_Coupling.cfx，单位采用默认m。
（1）定义变量
在CADFEKO中左侧的树形浏览器中双击“Variables”结点，依次定义如下变量。
最低频率：fmin=1e6。
最高频率：fmax=35e6。
单极子线径：wireRadius=1e-3，如图8-13所示。
图8-13 定义变量
（2）模型建立
单极子天线模型：进入“Construct”菜单，单击“Line”按钮，弹出“Create line”对话框，在“Geometry”选项卡中进行如下设置。
Start point：(U：0.0;V：0.0;N：0.0)。
End point：(U：0.0;V：0.0;N：10)。
Label：monopole。
单击“Create”按钮，如图8-14所示。
图8-14 定义单极子天线模型
理想金属地面模型：在左侧的树形浏览器的“Construct”选项卡中，选中“Model”结点，单击鼠标右键，选择“Plane/ground”选项，弹出“Plane/ground”对话框，进行如下设置。
选中Perfect electric(PEC)ground plane at Z=0。
单击“OK”按钮，如图8-15所示。
图8-15 定义理想金属地面模型
（3）设定端口
在左侧的树形浏览器中，选中新建的模型“monopole”，在其“Details”中，展开“Wires”结点，选择“Wire1”，单击鼠标右键，选择“Create port”→“Wire port”选项，弹出“Create wire port(geometry)”对话框，进行如下设置。
Location on wire：Start。
Label：Port1。
单击“Create”按钮，如图8-16所示。
图8-16 定义单极子天线端口
（4）定义线缆路径
进入“Cables”菜单，单击“Cable path”按钮，弹出“Create cable path”对话框，进行如下设置。
Corner 1：(U：0,V：2,N：0.01)。
Corner 2：(U：10,V：2,N：0.01)。
单击中部的“Add”按钮，继续设置。
Corner 3：(U：10,V：5,N：0.01)。
单击中部的“Add”按钮，继续设置。
Corner 4：(U：7,V：8,N：0.01)。
单击中部的“Add”按钮，继续设置。
Corner 5：(U：0,V：8,N：0.01)。
Label：CablePath。
单击“Create”按钮，如图8-17所示。
图8-17 定义线缆走线路径
（5）定义线缆类型
进入“Cables”菜单，单击“Predefined coax”按钮，弹出“Add predefined coaxial cable”对话框，进行如下设置。
从自带同轴线缆库中选择：RG58 C/U：50 Ohm coax,single shield,diel.PE。
Label：RG58。
单击“Create”按钮，如图8-18所示。
图8-18 选择线缆库中RG58型号同轴线
（6）定义线束拓扑（Cable Harness）
单击“Cables”菜单中的“Cable harness”按钮，如图8-19所示，在左侧树形浏览器的“Configuration”选项卡中展开“Global”结点，在“Cable harness”结点下会自动生成“CableHarness1”。
图8-19 创建线缆拓扑“CableHarness1”
（7）创建Cable Connector
选中新定义的“CableHarness1”，单击鼠标右键，选择“Cable connector”选项，弹出“Create connector”对话框，进行如下设置。
选中：Cable path terminal。
Path terminal：CablePath.Start。
单击中部的“Add”按钮，继续设置。
1：Live。
2：Ground。
Label：StartConnector，如图8-20所示。
单击下部的“Add”按钮，继续设置。
图8-20 生成StartConnector
“Path terminal”修改为：CablePath1.End。
Label：EndConnector。
单击“Create”按钮，如图8-21所示。(https://www.chuimin.cn)
图8-21 生成EndConnector
（8）创建Cable Instance
在“Cables”菜单中，单击“Cable instance”按钮，弹出“Create cable instance”对话框，进行如下设置。
Cable type：RG58。
Source：StartConnector。
Destination：EndConnector。
勾选：Select shortest route。
然后按照图8-22所示定义“Signals and connectors”。
Label：Cable1。
单击“Create”按钮。
图8-22 定义Cable Instance
（9）创建线束外围电路
在“Cables”菜单中，单击右侧的“Schematic”→“CableHarness1”，进入线束原理图编辑界面（或在左侧的树形浏览器中，选中“CableHarness1”，单击鼠标右键，选择“Cable schematic”选项，如图8-23所示）。
图8-23 打开线束电路原理图
在“Cable schematic”菜单中单击“Resistor”按钮，在原理图中，添加了一个“Resistor”，调整位置（旋转、拖动），双击其图标，弹出“Modify resistor”对话框，进行如下设置。
修正阻值为50Ohm。
Label：R1。
勾选：Probe Voltage和Probe current。
单击“OK”按钮，如图8-24所示。
在“Cable schematic”菜单中单击“Ground”按钮，在原理图中添加了一个“Ground”接地符号。在StartConnetctor端的Live与Ground之间跨接该电阻R1；Ground管脚添加接地符号。
图8-24 在StartConnector1和EndConnector2端定义连接电阻
重复上述操作，在EndConnetctor端定义另外一个电阻“Resistor”，双击其图标，修改其阻值为50，名称Label定义为R2，在EndConnetctor端的Live与Ground之间跨接该电阻。Ground管脚添加接地符号。
（10）激励加载
在左侧的树形浏览器中选项“Configuration”选项卡，展开“Global”结点，选中“Sources”并单击鼠标右键，选择“Voltage source”选项，弹出“Add voltage source”对话框，采用默认设置，单击“Create”按钮完成设置，如图8-25所示。
图8-25 设置电压源为1V，端口参考阻抗为50Ohm
（11）定义发射功率
在左侧的树形浏览器的“Configuration”选项卡中，选中“Global”结点并单击鼠标右键，选择“Power”选项，弹出“Power settings”对话框，进行如下设置。
Scale settings：Total source power（no mismatch）。
Source power（Watt）：10。
单击“Create”按钮，如图8-26所示。
图8-26 设置天线发射功率
（12）电参数设置
在左侧树型浏览器中，保持在“Configuration”选项卡中，进行如下设置。
工作频率设置：展开“Global”结点，双击“Frequency”结点，弹出“Solution frequency”对话框，进行如下设置。
选择：Continuous(Interpolated)range。
Start frequency(Hz)：fmin。
End frequency(Hz)：fmax。
进入“Advanced”选项卡。
Specify maximum number of samples：101。
单击“OK”按钮，如图8-27所示。
图8-27 设置工作频率
（13）网格生成
进入“Mesh”菜单，单击“Create Mesh”按钮，弹出“Create mesh”对话框，进行如下设置。
Mesh size：Standard。
Wire segment radius：wireRadius。
单击“Mesh”按钮，如图8-28所示。
（14）提交计算
进入“Solve/Run”菜单，单击“FEKO Solver”按钮，提交计算。可以选择并行模式。
（15）后处理显示结果
计算完成后，单击“Solve/Run”菜单中的“POSTFEKO”按钮或按〈Alt+3〉快捷键，启动后处理模块POSTFEKO显示结果。
图8-28 生成网格
显示2D结果：在“Home”菜单中单击“Cartesian”按钮，进入直角坐标系“Cartesian Graph1”。单击“Probes”下拉按钮，然后依次单击“R1”和“R2”，直角坐标图中显示线缆起始端口和终端端口的感应电流，在右侧控制面板的“Traces”区域内同时选中R1和R2，勾选“dB”复选框，如图8-29所示。
图8-29 线缆起始和终止端口的耦合电流
在右侧控制面板的“Traces”区域内依次单击R1和R2，修改“Probe quantity”为“Voltage”，结果显示如图8-30所示。
图8-30 线缆起始和终止端口R1和R2的电压
在“Home”菜单中单击“Save Project”按钮，保存计算结果文件，退出POSTFEKO。
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