[发明专利]电磁仿真优化方法及系统

说明书

本发明公开一种电磁仿真优化方法及系统，包括：根据电磁仿真目标的尺寸大小和复杂度进行仿真区域的设定；根据电磁仿真目标的类型选择求解模式、信号源模式和激励模式；根据电磁仿真目标结构的形状和几何尺寸进行粗细网格的选择和网格数量的设定，对仿真区域进行网格划分；在仿真区域中建立电磁仿真目标的三维模型；对三维模型所在的仿真区域进行边界条件设置；确定电磁仿真的频率范围和频率扫描步长；基于求解模式、信号源模式、激励模式、边界条件、频率范围和频率扫描步长，利用OTS‑FDTD算法进行求解获得瞬态数据分析结果、电磁仿真结果和图形显示结果。本发明使得天线阵列、电大超电大结构的仿真效率和计算精度得到上百倍的增长。

技术领域

本发明涉及电磁仿真技术领域，特别是涉及一种电磁仿真优化方法及系统，可以更好地应用于电大、超电大复杂电磁环境，相控阵天线，整星，整机的电磁仿真等领域。

背景技术

电磁仿真分析研究在航空航天、武器装备、船舶星舰、以及日常通信中都有着广泛且重要的用途，因此在信息高速发展的时代，电磁仿真技术的研究仍然吸引着大量的研究人员和工程师。时域有限差分法(FDTD)作为一种重要的电磁分析的数值方法，已被广泛应用于电磁吸收边界和远场辐射等问题。基于时域有限差分法，进行电磁仿真的一些商业软件如：XFDTD等一直在使用，时域有限差分法最大的优点是利用时域宽带脉冲可以获得电磁结构的频域结果

传统的时域有限差分法仿真分析流程，受科朗稳定性条件的约束，在时间和空间上都受到网格精度的限制，导致数值仿真分析在效率和精度上无法进行大幅度的提升，对于大型的相控阵天线，电大、超电大复杂电磁环境的仿真分析计算无法收敛或者计算缓慢，对计算机的运行内存要求极为严格。

发明内容

本发明针对现有技术存在的问题和不足，提供一种电磁仿真优化方法及系统。

本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：

本发明提供一种电磁仿真优化方法，其特点在于，其包括以下步骤：

S1、根据电磁仿真目标的尺寸大小和复杂度进行仿真区域的设定；

S2、根据电磁仿真目标的类型选择求解模式、信号源模式和激励模式；

S3、根据电磁仿真目标结构的形状和几何尺寸进行粗细网格的选择和网格数量的设定，对仿真区域进行网格划分；

S4、在仿真区域中建立电磁仿真目标的三维模型；

S5、对三维模型所在的仿真区域进行边界条件设置；

S6、确定电磁仿真的频率范围和频率扫描步长；

S7、基于求解模式、信号源模式、激励模式、边界条件、频率范围和频率扫描步长，利用OTS-FDTD算法进行求解获得瞬态数据分析结果、电磁仿真结果和图形显示结果。

较佳地，瞬态数据分析结果包括瞬态电压与运行时间的图形和数据表格、瞬态电流与运行时间的图形和数据表格；

电磁仿真结果包括近场和远场电磁仿真结果，具体包括S参数、VWSR(驻波比)、RLC等效电路、电流分布、近场分布、辐射方向图、方向性、效率和RCS等参数；

图形显示结果包含二维图像和三维图像，既可以静态显示，也可以动态显示为动画。

本发明还提供一种电磁仿真优化系统，其特点在于，其包括设定模块、选择模块、划分模块、建立模块、设置模块、确定模块和求解模块；

所述设定模块用于根据电磁仿真目标的尺寸大小和复杂度进行仿真区域的设定；

所述选择模块用于根据电磁仿真目标的类型选择求解模式、信号源模式和激励模式；