自适应微带相控阵天线建模模块设计

摘要

基于matlab结合matlab-feko-APIs接口函数库可以实现对FEKO的二次开发，在CADfeko上实现复杂结构+重复性结构问题的快速仿真建模，其可以兼顾CADFEKO的直观性和简易性以及Matlab的高效性，可以极大的提高模型建模效率，降低人为处理大量重复性结构建模所带来的低效，易错的问题。该操作流程在往期文章中有详细介绍，此处不再赘述。

本文为第1期文章的延续，该模块在原有自动建模模块的基础上增加了自适应的幅相分布计算函数，可以根据天线结构参数以及天线扫描角范围，自动完成不同波束扫描角下的阵元幅相计算，使得微带相控阵天线的建模效率进一步提高。

微带相控阵天线与复杂模型的一体化建模仿真的主要的目的有两个：

仿真计算复杂环境对相控阵天线方向图的影响

仿真计算复杂环境对相控阵天线阵元间的互耦和匹配性能的影响

其中在进行方向图的计算时，馈线的半径可以设置为远小于线长，这样可以在基本不影响方向求解精度的前提下，提高收敛速度；对于阵元间的匹配和互耦性能的计算，馈线的半径需要与实际馈针的半径尺寸一致，方能获得较好的计算精度。

模块组成

模块主要要三个部分组成：1）主程序；2）幅相分布计算函数；3）matlab-FEKO-APIs接口函数库。

其中主程序完成天线结构参数化，并通过幅相分布函数和接口函数库的调用实现相控阵天线的建模；幅相分布函数为依据不同的波束扫描角，完成阵元馈电幅相分布的计算，其中幅度计算依据taylor分布，第（m，n）单元的相位计算依据平面阵列的综合公式如下（ps:theta为俯仰角，phi为方位角）；接口函数库实现了matlab与FEKO之间的对接。

操作流程

step1：天线结构参数输入，并运行程序，生成建模脚本.lua。

step2：在CADfeko中的脚本编辑器script editor中打开建模脚本，并运行脚本，完成贴片/馈线/多求解项等的建模。

step3：依据天线口径以及基板材料等参数，完成介质基板建模，最终完成微带相控阵天线自动建模。

总结

本文介绍了一种微带相控阵天线自适应建模方法，其依据天线口径/贴片与馈线的结构参数/波束扫描角范围，可实现微带相控阵天线的自适应建模，相较于原模块，建模效率更高，操作更加便捷。

本文转载自电磁CAEer

审核编辑：汤梓红