F22群目标特性仿真

1.1.1F22-群目标RCS仿真

CST软件套装提供了许多工具，可用于在高频下对现实生活中的几何图形进行全波电磁（EM）仿真。支持从所有流行的CAD文件导入极其复杂的几何图形（这允许使用在机械工程专业工具中创建的模型），模型验证以及易于简化的EM仿真。该产品还包括内部开发的网格划分器，该网格可以划分复杂的几何形状，采用六面体网格。网格划分是自动化的，并且非常高效，可以对细节，曲率和小的特征进行精确建模，同时将EM仿真的要求保持在最低限度。

用于RCS的EM仿真最复杂的应用之一是战斗机，因为它们的尺寸，复杂性和用于该领域设备制造的频率很高。CST软件能够完成不同频段下群目标（不少于3个目标）RCS的仿真，包括瞬态和超宽带目标RCS的仿真；

1.1.1.1新建工程模版

1.运行CST并创建工程模版

1)双击软件图标打开软件，点击“New Template”，开始创建新的工程模版。

2)单击“MICROWAVES&RF/OPTICAL”，选择微波与射频/光学应用。    

3)单击“Radar Cross section”，选择RCS应用；接着进行下一步操作，单击NET按钮。

4)单击“Mono-Static RCS”，选择单站RCS的工作流程；接着进行下一步操作单击NET按钮。    

5)单击“Large Objects”，选择大目标的工作流程；接着进行下一步操作单击NET按钮。

2.设置求解器类型和求解频率

1)单击“Asymptotic”，选择高频求解器；接着进行下一步操作单击NET按钮。    

2)设置尺寸单位为m、频率单位为GHz 、时间单位为ns、温度单位为Kelvin；接着进行下一步操作单击NET按钮。

3)检查模版参数（求解器、单位等），如下图所示，单击“Finish”按钮完成工程模版的创建。

   

4)单击“File”选项卡中的“Save As”，使用者可以自定义文件名称及文件地址。

1.1.1.2模型导入以及参数配置

1.导入模型

1)“点击”主界面下的“Modeling”按钮，选择“Import/Export”按钮；导入三维F22模型，如下图所示：

2)双击“Navigation→Components→ default”，点击鼠标右键弹出的对话列表中选择“Assign Material and Color”，可以设置目标的材料以及颜色，此案例以PEC为例，具体操作如下图所示：

 

3)“点击”主界面中的“Modeling”按钮，选择“Transform”，弹出对话框，选择“Translate”，“点击”下面的“Copy”,可以完成群目标的设置，来完成群目标RCS的仿真，如下图所示：    

2.设置频率

1)“点击”主界面中的“Simulation”按钮，选择“Freqency”，可以完成频率设置，如下图所示

3.检查模版参数

1)双击“Navigation→Plane Wave→ Plane Wave”，此时平面波已被模版定义好了，平面波参数设置如下图所示，为线极化波，单击“OK”按钮关闭平面波设置。    

2)检查参数列表，此时模版定义好了三个参数，分别是alpha、theta和Phi，theta和Phi使用模版默认值，也就是theta=0和Phi=0的方向，平面波为Z轴负方向入射，alpha可以改变电场极化的方向，模版默认设置alpha=0，此时电场的极化方向为x轴方向（将alpha修改为90，此时电场的极化方向为y轴方向），因此确定电场极化方向和平面波传播方向即可确定整个平面波，这里使用默认的参数定义，无须修改参数数值，如下图所示：

1.1.1.3求解参数设置

1)“点击”主界面中的“Simulation” 按钮，选择“Setup Solver”按钮，弹出求解设置对话框，点击“Polarization”，点击“Add”添加极化方式，极化类型有“水平、垂直以及圆极化等方式”可供选择，点击“OK”添加成功，操作如下图所示：    

2)点击“Frequency Sweeps”按钮，点击“Add”添加仿真计算频段，可以设置多频段也可以设置单频点，这里以3GHz为例，点击“OK”添加成功，操作如下图所示：

3)点击“Observation Sweeps”按钮，点击“Add”添加扫描角度，可以设置单角度和多角度，点击“OK”添加成功，操作如下图所示：    

4)      “点击”主界面中的“Simulation” 按钮，选择“Setup Solver”按钮，弹出求解设置对话框，点击“Acceleration”按钮，勾选CPU 和GPU加速模块，如下图所示

5）点击“Start”开始仿真，计算进度可以看右下角的“Progress”如下图所示：    

1.1.1.4结果后处理

1)      双击“Navigation→Farfields”，点击f=3，可以查看在频率为3GHz目标的RCS结果，具体操作如下图所示：

2）点击“Farfield Plot”下的1D结果，可以看极坐标系和笛卡尔坐标系下的结果，如下图所示：    

3）点击主菜单中的“Post-Processing” →“Import/Export”， 可以导出计算结果，包括RCS值，电磁场的幅度和相位，并能方便地转化为文本格式；如下图所示：