应用

天线设计典型的设计过程可分为选型设计、详细设计、样机测试、产品定型和生产等五个阶段。

EMSS公司提供了完整的天线仿真解决方案，为天线选型和详细设计提供强大的电磁仿真工具：

天线设计与天线知识管理工具— Antenna Magus
基于矩量法的三维电磁场分析软件—FEKO

上图描述了Antenna Magus和FEKO这两款软件在“完整的天线设计、生产流程”中所处的位置，Antenna Magus完成由性能指标生成标准天线模型，FEKO软件替代图一中的绿色部分，在标准模型的基础上通过设计修改实现天线性能最优化。

Antenna Magus具有针对天线设计的知识管理系统，可保存、管理天线设计过程中的所有数据信息，以实现天线设计知识共享与知识积累。甚至可以加入自己定义的天线模型，实现部门或单位内部的天线设计知识积累和共享。

下图为Antenna Magus 与FEKO在飞机天线布局分析过程中的联合应用示意图：

天线设计与天线管理库

Antenna Magus是全球第一款天线设计与天线知识管理工具，集成了天线设计、阵列设计、转换器设计以及天线设计知识管理系统。

天线分析及天线布局

FEKO软件是针对天线设计、天线布局、电磁散射与电磁兼容等问题开发的专业高频电磁场分析软件，基于矩量法（MoM），拥有高效的多层快速多极子技术(MLFMM)及实现各种算法的高效并行，并将矩量法与高频分析方法(如物理光学PO、几何光学GO、一致性绕射理论UTD等)完美结合，从而非常适合于各种形式、各种规模(电小、电大等)的天线设计：此外，FEKO软件还混合了有限元法（FEM），能够精确地处理具有复杂介质的天线问题。 FEKO软件在电大尺寸问题的求解方面能力突出、优势明显。

Ø 全波、电大问题最佳求解方法——多层快速多极子法（MLFMM）

Ø 高频方法——物理光学法PO、LE-PO大面单元物理光学法, 几何光学法GO, 一致性绕射理论UTD, 多种混合方法（MoM-FEM、MLFMM-FEM、 MoM-PO、 MoM-GO）

混合方法原理 MoM-GO混合方法计算1GHz 机载天线 MLFMM-FEM混合求解汽车（含乘客）天线

天线分析案例

1、线天线

FEKO中矩量法可以采用线型基函数就可以对线模型进行快速而精确地处理、求解。FEKO在各种类型的线天线分析中都得到了成功的应用。

八木天线 16根单极子阵列天线

2、喇叭、反射面天线

反射面天线是常用的高增益、强定向性的大家族天线类型，常见的天线包括：抛物面天线、双曲反射面天线、卡塞格伦天线、偏置天线等，馈源喇叭天线作为反射面天线的心脏，它的性能也直接影响天线总体性能。

轴向波纹喇叭的电流分布及3D方向图

3、贴片、微带天线

FEKO提供的MoM/FEM、FEM-MLFMM混合方法，能快速计算复杂介质的微带天线问题。另外，FEKO为缝隙耦合微带天线提供格林函数计算磁流算法，计算更为快速。

微带FSS结构缝隙耦合微带天线方向图和电流分布共形贴片

4、阵列天线

阵列天线一般由多个天线单元(线、喇叭、波导裂缝、微带等)组成。FEKO提供MoM及MLFMM求解电大尺寸阵列天线。对于微带阵列中的多层介质FEKO采用平面分层格林函数求解，对于复杂有限介质的微带天线FEKO采用FEM/MoM以及FEM/MLFMM求解。另外，FEKO中的PBC技术支持计算大规模周期阵列天线。

微带阵列 PBC 分析21x21 螺旋天线阵列

5、超宽频带天线(UWB天线)

宽频带天线的主要电特性（如增益、方向图、输入阻抗等）在一个较宽的频段内保持不变或变化较小，常见的宽频带天线有平面等角螺旋天线、圆锥对数螺旋天线、多臂正弦天线等。

6、车窗天线（Windscreen天线）

FEKO基于矩量法开发了针对车窗天线的分析技术。1.精确考虑多层玻璃结构；2.精确计算天线单元耦合；3.精确计算车窗玻璃、天线与整车电磁耦合；4.支持天线的弯曲和旋转。下图是奥迪AU484车窗天线的分析：

7、天线+天线罩

天线罩分析是典型的电大尺寸问题，FEKO的MLFMM、MoM+FEM、MoM+MLFMM、MoM+PO/GO等非常适合处理天线罩问题。

天线布局

天线通常是安装在载体上，载体往往会影响天线的辐射特性；此外，诸如飞机、船舶等载体上往往需要安装很多副天线，天线之间不可避免地会相互影响，所以工程人员需要通过仿真分析确定平台对天线辐射特性的影响，以及在大平台上如何布置天线最为合理。

对于电小尺寸载体上的天线布局问题，FEKO中采取MoM进行分析；对于电大尺寸载体（如飞机、船舶、卫星等）上的天线布局问题，FEKO中可以采用MLFMM及多种混合方法分析。