ANSYS 17.0測試報告：電大尺寸天線罩與波導裂縫陣一體化仿真
天線罩是用來保護天線的一種介質外殼，使天線避免在各種惡劣環境條件下可能造成的損壞，但是天線罩的存在也會影響天線的電性能，包括輻射方向圖、功率傳輸損耗、瞄準誤差等。隨著ANSYS HFSS 軟件在天饋系統設計中的普及，針對天線及其前端饋電網絡的基于仿真的設計流程已經日趨成熟。先進的設計手段也促進射頻模塊不停地向更高性能、更高集成度的方向發展。隨著天線指標的不斷提高，天線罩的電磁設計，尤其是天線罩與天線或天線陣的一體化設計和聯合仿真已經成為迫切需要解決的課題。
天線罩作為復雜天線系統的重要組成部分，其電磁設計也具有相當的難度。很多天線罩是電大尺寸與復雜材料的混合體，同時，當其內部為波導裂縫天線陣時，還需要考慮天線的轉動角度，其轉動引起的瞄準誤差和瞄準誤差斜率對計算精度的要求高，采用全波仿真技術對天線陣帶天線罩進行整體精確仿真是必要的。其產生的大規模計算和大的仿真任務量需要通過先進的算法及并行求解技術實現。
1.新功能3D Component更快實現天線罩與天線陣一體化建模
在通常的研發流程中，天線罩與天線或天線陣往往是不同設計小組開發，而在天線罩的電性能研究中，需要將天線或天線陣與天線罩一體化進行考慮，才能獲得更為精確且可靠的結果，因為只有這樣才能將復雜的近場效應考慮在內。因而，仿真模型的安全傳遞成為了實際研發過程中必須要解決的問題。
圖：天線罩與波導裂縫陣模型
HFSS中不斷完善的3D Component功能可以將HFSS仿真模型保存為一個3D Component，這個Component中包含了HFSS仿真所需的一切設置與信息，包括三維結構、材料屬性、端口、邊界條件、網格剖分方式、混合算法設置等，可以直接用于新的仿真。在最新的HFSS 2016版本中，3D Component增加了全新的加密功能，除了可以通過密碼保護模型的安全外，還能夠隱藏模型的結構細節，在3D Component的使用者看來，就像一個黑盒子，卻通過仿真能獲得完整模型的所有性能，從而進一步確保了模型傳遞的安全性，保護知識產權。
圖：3D Component加密設置，可選擇想要隱藏或顯示的結構
本測試案例中，我們將波導裂縫陣的所有內部結構細節隱藏，僅允許顯示最外面的空氣盒子。
在新的工程文件中，我們分別插入已經保存完好的天線罩及波導裂縫陣的3D Component文件，并調整相對位置，只需要極簡單的幾部操作就完成了天線罩與天線陣的一體化模型的建立，并且無需再進行任何材料屬性、端口、邊界條件等設置，因為這些所有的設置已經隨著3D Component帶到了新的模型中。由于波導裂縫陣的3D Component已經被加密并隱藏內部細節，所以裝配好的模型中僅能看到未被隱藏的空氣盒子。
模型基本信息如下：
天線罩：單層介質罩，高650mm，底面直徑320mm，厚度約2.5mm；
波導縫隙陣：圓形口徑，直徑185mm，四端口饋電；
工作頻段：15GHz。
圖：3D Component裝配好的一體化模型，天線陣內部細節被完全隱藏