1 概述
FEKO是工程界和学术界常用的电磁仿真软件，因其独特的低频和高频结合算法，常用于电大尺寸模型的仿真计算。用FEKO仿真大型反射面天线时，有三种方法：一、馈源和反射面一起计算，馈源采用MOM，反射面采用PO等高频算法；二、馈源和反射面一起计算，均采用MLFMM;三、馈源和反射面分别计算，用馈源的远场方向图作为反射面的激励，馈源采用MOM，反射面采用PO等高频算法。三种方法对比，第一种和第二种馈源位置调节后要重新计算，不利于快速优化设计，第三种方法可以很好的解决这个问题，但计算准确度有待验证。下面将对第三种方法进行详细描述，并将仿真结果与实测结果进行对比，分析误差出现的原因。
2 FEKO仿真
用FEKO仿真6米×4米切割反射面天线，频率为2-6GHz，由于计算机资源有限，所以采用馈源和反射面分别计算的方式，提高计算效率。
2.1仿真及模型
6米反射面天线仿真分为两步，第一步计算馈源，第二步用馈源的远场数据激励反射面，仿真反射面方向图。下面分别进行介绍。
首先在CADFEKO中建立6米反射面天线馈源模型，如图1所示，馈源为2-6GHz对数周期天线。
图1 对数周期馈源仿真模型图
馈源仿真时采用线激励，算法选用MOM，仿真得到远场数据，并将远场数据保存到“．ffe”文件中。
然后进行6米反射面仿真，仿真模型如图2所示。反射面照射选用对数周期馈源的辐射方向图，即“．ffe”文件，斜45。放置，算法采用物理光学(PO)，计算反射面的远场方向图。
图2 6米×4米切割反射面仿真模型图
2.2仿真结果
仿真6米×4米切割反射面天线，得到方位面方向图如图3所示，波束宽度及增益统计见表1。
图3 方位面方向图
表1 波束宽度及增益统计
3 实测结果
天线测试场地选择在室外进行，发射和接收天线距离为1030米，满足远场条件要求，收发天线等高，距离地面15米，周围空旷无遮挡和反射，地面为杂草林。为了进一步减小外场测试的多径效应，发射天线采用大口径喇叭天线，降低环境对测试结果的影响。外场测试环境较好，测试结果准确度高。实测的波束宽度及增益如表2所示。
表2 波束宽度及增益统计
4 仿真与实测对比分析
对比实测和仿真数据，统计结果如表3所示，3dB波束宽度的差值很小，在8%范围内，满足工程上的使用需求，而增益值差异较大，主要原因分析如下：
1)反射面型面精度影响：反射面制造公差为1mm(r．m．s)，根据经典理论公式【1】可知，增益损失在2GHz为0.2dB，在6GHz为0.8dB;
2)馈源及支杆遮挡影响：反射面口面遮挡会使方向图副瓣提高，增益下降，根据馈源及支杆在反射面口面的投影面积，可计算遮挡引起的增益下降在2GHz为0.15dB，在6GHz为0.6dB;
3)天线损耗影响：馈源天线损耗在2GHz为0.25dB，在6GHz为0.8dB;
4)测试误差：增益测试采用对比法，测试误差为0.2～0.5dB。
表3 实测与仿真数据对比统计
5 结论
用FEKO仿真大型反射面天线时，可将馈源和反射面分开计算，馈源采用MOM，反射面采用PO算法，计算时间比一起计算缩短一半，计算结果准确度高，非常适合大型反射面天线的快速仿真设计。
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本文标题：大型反射面天线的快速仿真与验证
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