电磁(EM)场分析的挑战与解决方法

在90年代早期，电磁场模拟器专注于解决相当简单的天线或微波组件。当然，这种限制主要是由于有限的计算资源。20世纪90年代末至21世纪初，计算电磁学发生了两个重大变化:1)混合了不同的计算电磁学方法，从而利用了它们不同的固有优势;2)利用图形处理单元开发了更高效的矩阵求解器，以实现快速计算。这些发展不仅使更复杂和大天线的解决方案成为可能，而且使操作环境的整合成为可能。有了更快的求解者，复杂问题的优化已经成为现实。

天线设计的创新和CEM工具的需求目前是由以下因素驱动的:

1)小型化、宽带化、多天线解耦、新材料、天线在设备(如个人移动设备)和平台(如汽车挑战、无人驾驶汽车、防撞传感器、车内通信等)中的集成

2)通信系统的快速发展

这种系统的扩散促使人们需要限制它们之间不必要的干扰。电磁兼容性(EMC)分析通常与复杂的系统和复杂的环境有关，在这些环境中，这种干扰可能是由于几种辐射、屏蔽和耦合机制造成的。例如，电子电路在广谱上产生不必要的辐射，这些场可以在电缆束内部诱导电流，导致对其他系统的干扰。

两全其美!或者“是的，你可以鱼与熊掌兼得”
杂交技术可以同时解决应用于不同区域的不同CEM技术。杂化是正确的，因为不同区域之间的场和电流的耦合被直接考虑。全波求解器结合了有限元法、矩量法和迭代多级快速多极子法，适用于需要较高精度或几何复杂性的领域，如天线或人的头部。有效的高频技术如物理光学(PO)或均匀衍射理论(UTD)被应用于天线安装平台的大反射面。其结果是用真实的计算资源模拟非常复杂和大的问题。

20年来，FEKO一直处于混合不同解决方案的领先地位。以下是一些典型的例子:
•汽车中的乘客:有限元法应用于存在许多不同组织的人体，而MoM(或MLFMM)应用于车辆。
•反射面天线与复合馈电:MLFMM应用于复合馈电，而PO应用于大反射面。
•舰载雷达:MLFMM应用于天线，而UTD应用于舰上甲板。
•汽车电缆束:多导体传输线(MTL)求解器应用于电缆束，MoM应用于车身。

什么是天线?
当电小天线放置在相对较小的结构上时，很难区分天线和平台，因为是组合决定了辐射特性。特征模态分析(CMA)可用于FEKO从隔离和辐射模式的角度，获得优化天线放置的重要见解。这可以应用到一系列应用中;bob电竞官方从在飞机上放置天线，到在移动设备(如智能手机)上集成天线。

尽管通过更高效的电磁场解决方案已经取得了巨大的进步，但新技术、设备、材料和应用的快速发展将需要持续创新的解决方案开发。bob电竞官方牵牛星将与FEKO一起，弥合机械模拟器和电磁学之间的差距。未来的发展还应考虑这些物理参数之间的相互作用，即所谓的多物理。