CST無人機(jī)RCS仿真實(shí)例01 - I求解器仿真雙站RCS
本期簡(jiǎn)單研究一下無人機(jī)的RCS仿真,選用雷達(dá)RCS雙站大尺寸模板:
這期我們只看I-solver:
單位是英尺:
頻率范圍0-0.5GHz,添加0.4GHz遠(yuǎn)場(chǎng)和H場(chǎng):
模板自動(dòng)添加好平面波并參數(shù)化:
導(dǎo)入CAD模型,該模型機(jī)翼長(zhǎng)116.67英尺,約35米。電尺寸相當(dāng)于50個(gè)波長(zhǎng)左右,算是電大尺寸,I-solver合適。
我們就看一個(gè)入射方向和極化:
F7或Home界面更新參數(shù):
進(jìn)入I求解器設(shè)置:
我們就用默認(rèn)設(shè)置,開始仿真:
得到遠(yuǎn)場(chǎng)結(jié)果,這個(gè)就是雙站RCS的結(jié)果了:
遠(yuǎn)場(chǎng)設(shè)置欄可以選擇角精度,dB還是線性,RCS的單位:
可以看任意截面的RCS值,比如Theta=30度的截面,這里最大值22.6 dBsm,比三維圖中最大值44.1dBsm小。
仔細(xì)看遠(yuǎn)場(chǎng),能判斷不是在Theta=30的截面上:
除了遠(yuǎn)場(chǎng)視圖查看截面,遠(yuǎn)場(chǎng)后處理也可以對(duì)截面的RCS值進(jìn)行提取,比如我們提取線性RCS在Theta=30這個(gè)面的1D結(jié)果:
Evaluate后處理,得到RCS曲線,這里最大值182,感興趣的朋友換算成dB看看和剛才的一不一樣。
如果單獨(dú)把Theta=30,Phil=-45 方向的RCS值提取出來,就是單站RCS了,因?yàn)檫@個(gè)方向是平面波入射方向。這就是單站和雙站的區(qū)別。
雙站RCS比較簡(jiǎn)單,就是遠(yuǎn)場(chǎng)結(jié)果,各個(gè)方向的RCS值。這里我們并沒有深入研究精度,只看流程。
下面我們研究一個(gè)情況,如果我們把這個(gè)CAD模型,按30:1比例縮小,那么仿真的RCS一樣嗎?稍微了解RCS的朋友肯定知道答案,尺寸越小當(dāng)然RCS越小。那么,我們可以用縮小的模型計(jì)算出原模型的RCS嗎?
同樣流程,我們用另一個(gè)CAD的模型,縮小30倍:
如果想在CST中縮小也可以,用Transform –> Scale 。
同樣角度和極化入射平面波:
如果頻率不變,直接仿真,得到的遠(yuǎn)場(chǎng)是這樣的:
可見整個(gè)RCS值的分布與原模型是不一樣的,也變得很小。
那么如何用縮小的模型計(jì)算出原模型的RCS?答案是需要仿真同樣的電尺寸。原模型在0.4GHz的電尺寸等于1/30模型在0.4*30=12GHz的電尺寸,所以我們改監(jiān)視器頻率:
重新仿真,由于網(wǎng)格設(shè)置都不變,都是根據(jù)頻率自動(dòng)剖分的,所以網(wǎng)格數(shù)差別不大,計(jì)算時(shí)間也差不多。
這樣就拿到同樣場(chǎng)型了:
下面我們調(diào)整絕對(duì)值,還拿Theta=30的截面比較,原模型剛才已經(jīng)提取了1D RCS 線性曲線了。后處理提取截面RCS:
尺寸縮小30倍,橫截面積縮小900倍,所以我們要將縮小的RCS放大900倍,再和原模型比較。先Evaluate遠(yuǎn)場(chǎng)RCS,然后用General1D中的后處理,Y軸放大900倍:
把原模型和小模型結(jié)果都拷貝進(jìn)一個(gè)文件夾:
最后觀察表面電流:
原模型0.4GHz:
小模型12GHz:
小結(jié):
1)大尺寸雙站RCS首選I-solver,加遠(yuǎn)場(chǎng)監(jiān)視器就行。
2)決定RCS的因素很多,本案例研究了兩個(gè),絕對(duì)尺寸和電尺寸。電尺寸的意思也就是和頻率有關(guān)。
3)模型縮小,RCS也縮小,若保持電尺寸相同,也可線性推導(dǎo)計(jì)算RCS。