【正文】 線測試報(bào)告中，用的較多的是駐波比和回波損耗。電磁波的極化是指天線在最大輻射方向上電場矢量隨時(shí)間的變化方向。 當(dāng)天線接收電磁波時(shí)，天線的極化特性必須與被接收的電磁波的極化特性一致。當(dāng)來波的極化方向與接收天線的極化方向不一致時(shí)，接收到的信號會變小，也就是說，發(fā)生極化損失。（6）頻帶寬度天線的所有電參數(shù)都和工作頻率有關(guān)。 單極半波振子仿真 在引入車體模型之前，先用 FEKO 仿真一下 100M 的單極半波振子在一個(gè)平面板上的方向圖,并研究其變化規(guī)律，為后面的仿真做基礎(chǔ)及比較的對象?？梢酝ㄟ^改變天線的長度來改變諧振頻率。 第 5 章 汽車天線的電磁仿真近幾年來，隨著車載娛樂和通訊系統(tǒng)功能的增強(qiáng)及品質(zhì)的提高，特別是GPS 定位系統(tǒng)、因特網(wǎng)通訊、衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)服務(wù)等功能的廣泛使用，汽車的移動接收技術(shù)開發(fā)的。 金屬面的電尺寸和天線在金屬面上的相對位置都會對天線輻射方向圖產(chǎn)生很大影響，尤其是對垂直面方向圖, 通過仿真得:當(dāng)金屬面的電尺寸小于一個(gè)波長時(shí)，天線的大部分能量都可以繞射到金屬面下方，當(dāng)電尺寸增大到兩個(gè)波長后，就只有很小的一部分能量繞射到金屬面下方；金屬面的有限尺寸，會使天線的垂直面最大增益方向偏離金屬面，一般尺寸越小，偏離越大；水平面的增益圖和理想單極子類似，但會在距離天線最近的金屬邊緣處有所下降. 本章小結(jié) 由于天線的電磁特性必然會受到其安裝位置附近有金屬導(dǎo)體的影響，使天線的電參數(shù)特性發(fā)生改變。線天線的長度為L=75cm，平面板為 150cm150cm，如下圖 所示 , 利用 FEKO 對其進(jìn)行仿真得到如下數(shù)據(jù) s11 參數(shù)， VSWR 參數(shù)及遠(yuǎn)場電場圖，方向性圖，增益圖。當(dāng)工作頻率變化時(shí)，天線有關(guān)電參數(shù)變化的程度在所允許的范圍內(nèi)，此時(shí)對應(yīng)的頻率范圍為頻帶寬度(Bandwidth)。圓極化天線可以接收任一線極化波，線極化天線也可以接收任一圓極化波，只是比圓極化天線接收到的信號電平減少 3dB。垂直極化波要用垂直極化天線來接收，水平極化波要用水平極化天線來接收。根據(jù)電場矢量的端點(diǎn)軌跡形狀，電磁波的極化分為三種：線極化，圓極化，和橢圓極化，其中線極化又分為垂直線極化和水平線極化，圓極化分為左旋圓極化與右旋圓極化，橢圓極化分為左旋橢圓極化與右旋橢圓極化?，F(xiàn)需要指出的是 并不等于天線輻射的? t能量 ,因?yàn)樗徒o天線的能量 中的一部分被損耗（包含導(dǎo)體損耗，介質(zhì)損耗，rPt表面波損耗等等） ，另外一部分被存儲，只有其中的一部分 通過天線發(fā)射出r去。0≤ ≤1，符合能量守恒定律，發(fā)射波的能量不會大于入射波。由于電壓容易測試，一般所指的反射系數(shù)都是電壓反射系數(shù)。匹配的優(yōu)劣一般用四個(gè)參數(shù)來衡量即反射系數(shù)，行波系數(shù)，駐波比和回波損耗，四個(gè)參數(shù)之間有固定的數(shù)值關(guān)系，使用哪一個(gè)純屬于個(gè)人習(xí)慣。無論是方向性系數(shù)，還是主瓣寬度，與天線的輻射功率和輸入功率都沒有關(guān)系，并未反映出與天線有關(guān)的效率和輸入阻抗等參數(shù)。因此，方向性系數(shù)愈大，則天線輻射就愈集中。即 (相同輻射功率 Pr)20EDm? 理想點(diǎn)源天線：是指無方向性的天線，其輻射方向圖在空間是一個(gè)球面。 H 面：指通過天線最大輻射方向并平行于磁場矢量的平面。如果采用分貝刻度表示，則與場強(qiáng)方向圖的分貝表示是一樣的。工程上可把場強(qiáng)方向圖繪制成四種形式：場強(qiáng)方向圖可分為直角坐標(biāo)圖和極坐標(biāo)圖，它們又分為分貝標(biāo)注幅度標(biāo)注和分貝標(biāo)注。一般情況下，天線方向圖是在遠(yuǎn)場區(qū)確定的，因此，又叫做遠(yuǎn)場方向圖。這些電氣指標(biāo)由天線的特性參量來描述。 ③在空間上，電場、磁場和波傳播方向三者相互垂直，且在自由空問中 （410）????????120HE當(dāng)討論天線輻射場時(shí)，只要掌握其中一個(gè)場量，另外一個(gè)場量可由上式求出，電場強(qiáng)度一般作為分析的主體． ④電場 E 和磁場 H 的振幅不僅與距離 r 有關(guān)，還與觀察點(diǎn)所處的方位有關(guān)，與 成正比，說明在不同方向上，場強(qiáng)大小均不相同，這就是天線輻射的方?sin向性，電基本振子輻射的電磁波具有一定方向性。由于均含有(r/ )不同冪項(xiàng)的因子，?隨著(r/ )的變化，某些項(xiàng)將起到主要作用，所以可將場分為近區(qū)場和遠(yuǎn)區(qū)場來討論場量的性質(zhì)。如圖上圖所示，用這樣的電流元可以構(gòu)成實(shí)際的更復(fù)雜的天線，因此電基本振子的輻射特性是研究更復(fù)雜天線輻射特性的基礎(chǔ)。天線的種類很多，在通信、雷達(dá)、電子對抗、微波遙感和射電天文等系統(tǒng)中是必不可少的部件，天線的指標(biāo)參數(shù)對系統(tǒng)的整體性能起著非常關(guān)鍵的作用。(7)運(yùn)行 FEKO,求解問題。(4)設(shè)定求解選項(xiàng):指定求解頻率或頻段,指定激勵(lì)方式幅度及相位,設(shè)定所需要求解的參數(shù),如近場、遠(yuǎn)場、S 參數(shù)等。用 FEKO 分析天線問題的步驟如下:在 CADFEKO 中,(1)建立或?qū)胨治龅奶炀€模型,并處理成適合 FEKO 求解的仿真模型,如去掉不必要的多余結(jié)構(gòu)及細(xì)節(jié)。由于天線問題屬于輻射問題,理論上,輻射場延伸到無限遠(yuǎn)處,而計(jì)算時(shí)顯然不可能算到無限遠(yuǎn)處,所以,一般的基于麥克斯韋微分方程的仿真方法如有限元法需要將問題的輻射空間截?cái)?設(shè)定輻射邊界條件,但這將帶入截?cái)嗾`差,而且需要離散自由空間,這將使得所分析的問題未知量增加,從而需要更多的計(jì)算資源。(3)雷達(dá)散射截面（RCS）計(jì)算：對于大型目標(biāo)、地面目標(biāo)等的 RCS 雷達(dá)散射截面（目標(biāo)識別）計(jì)算也通常是電大尺寸問題，同樣，F(xiàn)EKO 的混合高頻算法對這類問題也有很好的計(jì)算效果。FEKO 中通過混合 MoM/PO 和 MoM/UTD 來為電大尺寸問題的精度提供保證，非常適合于分析開域輻射、雷達(dá)散射截面（RCS）領(lǐng)域的各類電磁場問題。FEKO 基于著名的矩量法（MoM）對 Maxwell 方程組求解，可以解決任意復(fù)雜結(jié)構(gòu)的電磁問題，是世界上第一個(gè)把多層快速多極子（MLFMM：MultiLevelFastMultipo Method）算法推向市場的商業(yè)代碼，在保持精度的前提下大大提高了計(jì)算效率，使得精確仿真電大問題成為可能（典型的如簡單介質(zhì)模型的 RCS、天線罩、介質(zhì)透鏡） 。 典 型 應(yīng) 用 包 含 各 類 天 線 /RCS、 EMC/EMI、 場路 協(xié) 同 、 電 磁 溫 度 協(xié) 同 和 高 低 頻 協(xié) 同 仿 真 等 。如果你要仿真電大尺寸的散射或者是大的天線陣列的話最好需要有 32G 內(nèi)存以上的服務(wù)器。如基于矩量法的 Ensemble 和 IE3D，基于有限元方法的 HFSS，基于邊界元的 CST 和時(shí)域有限差分法的 XFDTD，另外還有將矩量法、物理光學(xué)(PO)和一致性幾何擾射理論(UTD)相結(jié)合的 FEKO 等軟件。如果求解域是均勻的，邊界元法需要計(jì)算的節(jié)點(diǎn)僅在邊界上，使求解對象的維數(shù)減少一維。時(shí)域有限差分法非常適用于復(fù)雜結(jié)構(gòu)的電磁場問題的模擬，而它的直接時(shí)域計(jì)算特性在干擾源寬頻帶輻射的計(jì)算中具有突出的優(yōu)點(diǎn)，只需采用適當(dāng)脈沖作為激勵(lì)源，即可獲得寬頻帶的輻射特性。以它為基礎(chǔ)編寫的計(jì)算程序，具有通用性。有限元法的求解過程基本上包含以下四個(gè)步驟： (a)把求解域離散化為有限多個(gè)子域或元素； (b)求出典型元素的控制方程； (c)把求解域中全部元素匯集； (d)求解方程組。 有限元法有限元法是以變分原理和剖分插值為基礎(chǔ)的一種數(shù)值計(jì)算方法。它能夠準(zhǔn)確地求解輻射體上的電流分布，方便地計(jì)算出電磁兼容問題中所關(guān)心的一系列物理量，如耦合度，遠(yuǎn)近場輻射場強(qiáng)，方向圖等。對電磁分布邊值問題的求解從圖解、模擬、解析到目前所采用的數(shù)值計(jì)算方法，經(jīng)歷了四個(gè)過程。隨著計(jì)算電磁學(xué)發(fā)展，數(shù)值仿真分析在電磁環(huán)境仿真領(lǐng)域有廣闊的應(yīng)用空間。但通常需要較多的基函數(shù)數(shù)目。在電磁場數(shù)值分析中，經(jīng)常采用的基函數(shù)與權(quán)函數(shù)有兩類。為了使矩陣方程(239)的解更好地接近原問題(233)的解，{ }和{ )應(yīng)盡可能的ngmw完備。為了求出點(diǎn)匹配解，我們將區(qū)間[0,1]分為 N+1 個(gè)分區(qū)x間對于等間隔劃分，則 （252） 1??Nm),.21(N?將權(quán)函數(shù) 和基函數(shù) 代入（238）式，即可求出元素為wng （253）1)(?nmnl （254）241??Nf如果 N=1 時(shí)， =2， =2，故 =1，于是lf1a （255）2)(xgx???如果 N=2 時(shí)，矩陣方程為 （256）????????????????92534221a求得 =1/8， =2/3，于是1a （257）32183)(xx???如果取 N=3 時(shí)，則又得到準(zhǔn)確解 （258）42365)(?而 N=4 時(shí)，繼續(xù)仍然得出準(zhǔn)確解。這相當(dāng)于采用狄拉克函數(shù)為權(quán)函數(shù)。但求（）式中的的積分都比較困難。當(dāng)所選用的基函數(shù)和實(shí)際解答愈接近時(shí)，收斂愈快，所以基函數(shù)的選擇應(yīng)結(jié)合場的定性分析。將待求解答表示為 （251）)(1nNnxTau???當(dāng) N 趨近無窮大時(shí)，可以任意逼近準(zhǔn)確解。每個(gè)函數(shù)僅有二個(gè)值，稱為二值函數(shù)，具有計(jì)算較為簡單的特點(diǎn)。這與有限元法的網(wǎng)格劃分，分區(qū)插值的方法有些類似。他的缺點(diǎn)是，未知函數(shù)的特性往往事先并不了解，或者很難用一個(gè)函數(shù)在全域描述它，因此無法選擇合適的全域基函數(shù)。他們應(yīng)該滿足邊界條件且彼此線性無關(guān)。這些ngmw函數(shù)的選擇時(shí)常要由給定的問題而定，而缺乏一般性。我們可以形象地以矢量 F 代表空間的一點(diǎn)，以 f 代表限制在 xy 平面上的一個(gè)近似解。這就是因?yàn)榫_解是冪函數(shù)的線性組合，而我們選定呆的基函數(shù)就是冪函數(shù)。)41()2x???? )(x?由電磁場中的泊松方程和邊界條件可以建立該問題的數(shù)學(xué)模型 u（0）=u（1）=0 （241）2241xdu??注意，這里取 u(x)= .不難按金典方法求解出解答為)(? （242）42365)( xxux?現(xiàn)在說明采用矩量法的求解過程。 應(yīng)該能較ngn好地逼近 u。N 為整數(shù)，其大小根據(jù)要求的計(jì)算精度確定。本文所使用的軟件是基于 MoM 的商業(yè)軟件 FEKO，因此在這里著重介紹一下矩量法原理。由式（224）可得一系列的波函數(shù)，這些函數(shù)的總和構(gòu)成更一般的波函數(shù)，因而有界區(qū)域方程（221）的一般解可表示為 （225）)()(),( ukhkBzyx zkyxxyyx??? 對于無界空間，本征值為連續(xù)譜，此時(shí)方程（221）的一般解應(yīng)表示為 （226）? yxzyxyxk dhfzyx )()(,),( 格林函數(shù)法Green 函數(shù)法是先找出與給定問題的邊界相同，但邊界條件更簡單的單位點(diǎn)源———格林函數(shù)，通過疊加原理來求邊界相同，而邊界條件更為復(fù)雜的場源分布問題的解。當(dāng) 滿足式（223）時(shí)，方程（222）的解可表示為 （224）)()(ukhkzyxkzyx??由于諧函數(shù)之中的任何兩個(gè)都是線性獨(dú)立的，寫函數(shù)乘以常數(shù)后仍是諧函數(shù)，諧函數(shù)之和也是諧函數(shù)，因此上式只是方程（）的基本解，稱為直角坐標(biāo)系中的基本波函數(shù)。數(shù)值方法有矩量法，有限元法，時(shí)域有限差分法。 電磁場的位函數(shù)對于變化的電磁場，引入稱作位函數(shù)的輔助量，而使求解麥克斯韋方程組的問題簡化.引入磁矢位 A 滿足 B =▽A ▽╳(E+ )=0 （215）t?引入電標(biāo)位 滿足?E= ▽ （516）tA可見引入 A 和 后使求解 E, H 六個(gè)分量變成求解 A 和 四個(gè)分量因而簡化?了計(jì)算，由于規(guī)范不變性，引入洛倫茲規(guī)范 ▽所以，對于分界面上的各點(diǎn)，麥克斯韋方程組的微分形式已失去意義，必須回到與之相應(yīng)的麥克斯韋方程組的積分形式，去考慮有限空間中場量之間的關(guān)系，可導(dǎo)出如下的數(shù)學(xué)形式： n╳（ H H ）=J (28)12s n╳（E E ）=0 (29) n本構(gòu)關(guān)系就是描述電磁媒質(zhì)與場矢量之間的結(jié)構(gòu)方程，它與麥克斯韋方程組一起構(gòu)成一個(gè)自身一致的方程組，從而場方程組就成了可解得了。D= (24)?這個(gè)方程組能夠完全決定由電荷和電流所激發(fā)的電磁場的運(yùn)動規(guī)律。實(shí)驗(yàn)已充分證實(shí)，一切宏觀電磁想象都遵循麥克斯韋方程組。第四章研究天線電參數(shù),并進(jìn)行天線仿真；第五章通過對車載天線不同位置的仿真，給出天線安裝的最佳位置。分析相關(guān)線天線特性。2022 年 12 月在重慶的國家客車質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心建成了電磁兼容實(shí)驗(yàn)室。④集成不同的仿真工具。該工作組由歐洲兩大汽車制造商(寶馬和雷諾)、歐洲兩大軟件提供商(ESI 和 Analogy)、菲亞特技術(shù)研究中心 ,以及電磁兼容咨詢服務(wù)提供商 Politeico diTorino 等組成。法國 PSA 公司電磁兼容實(shí)驗(yàn)室共有三個(gè)暗室:一個(gè)用于整車 ,一個(gè)用于零部件和車用接收機(jī)調(diào)整 ,另外一個(gè)專門用于零部件測試。具有有效的對汽車整車和零部件進(jìn)行電磁兼容檢測、管理和認(rèn)證的機(jī)構(gòu)。圍繞