FEKO算法设置及其总结

. 求解设置

FEKO默认的求解方法是矩量法（MOM），另外还有多层快速多极子方法（MLFMM）、物理光学法（PO）、一致性绕射理论（UTD）、有限元（FEM）等计算方法。通过选择主菜单solution中的solution settings或者在树形结构中右键solution选择solution settings来设置数据存储精度和计算方法，若需要用矩量法进行计算，则不需要设置算法。精度以及各种方法的选择界面分别见图2-10、2-11、2-12、2-13。

在数据存储精度的选择上，一般来说选用单精度即可，除非FEKO的内核给出警告要求转换为双精度。如果选择了Store/re-use solution，FEKO会保存求解参数。如果模型没有改变，这些系数可以被用于计算不同的结果（近场、远场等）而不用再重新计算这些参数。对于小模型，这些参数一般不需要。对于大模型，保存这些参数可以节省很对计算时间，但是同时也长生了很大的*.str文件。首要的选择取决于在同一个模型中需要计算不同结果的频繁程度。

图2-10 数据存储精度对话框图 2-11多层快速多极子算法设置对话框

图2-12有限元算法设置对话框 图2-13高频算法设置对话框

用MLFMM标签可以激活多层快速而多极子并进行必要的设置。MLFMM能够比MOM更快地解决复杂的、高频的问题。只有当MLFMM得标签被激活时，这个标签的的参数才是

激活的。

MLFMM基于分层的数组算法，并且FEKO自动确定每个模型的理想层数。如果模型不集中，可以通过手动组更改Box size in wavelengths时期集中。建议使用0.23的起始点，并且值要求不小于这个值。

在Advanced solver settings中可以设置迭代次数、迭代精度和预处理器。FEKO的MLFMM提供了两种预处理器，即SPAI和ILU。注意这些参数的设置不管是在精确度上还是在解决的时间上都会产生明显得结果，对MLFMM不是很了解的最好使用默认设置。

FEM主要用于网格中包含四面体单元时，FEM可以和MOM混合使用，这一方法特别适合于非均匀物体的求解。对于非均匀介质体，FEM比MOM占用的内存小。

高频算法包含PO（物理光学法）和 UTD/GO（一致性绕射理论）。PO方法在每个面上被激活，而UTD则应用于所有的多角形平面，一般均与MOM方法结合使用。使用PO时一般要先在高频算法的对话框中选中Decouple PO and MOM Solutions，然后再在树形结构中右键mesh，然后选择properties, 弹出如图2-14，在Solution中选择Physical optics（PO）-full ray-tracing即可。

图2-14 Mesh properties设置对话框 PO精度的调整：

在利用FEKO中的PO方法计算时，对于规则模型，可采用设置多次反射来增加PO方法的精度。选择主菜单“run”，然后选择“EDITFEKO”，进入后在左侧工具栏中选择“PO”，用鼠标选中相应的要进行改变的行，然后点击F1， 弹出如图2-15所示，选择“use multiple reflection”，然后在“Number of reflections”设置所需多次反射的值。此时采用多次反射的PO方法计算可以提高PO方法的精度。

图2-15 PO方法多次反射设置

但是，此时PO的计算时间主要来源于计算表面电流，当设置为多次反射时，就导致了确定表面电流需要考虑多次反射，故时间内存大大增加，如需解决此问题要么增加硬件投资，要么采用其他方法求解。这种情况下建议改用MLFMA计算比较合算。 在张衡平台上的FEKO用PO算法能计算的最大模型电尺寸是500λ，PO算法的剖分的最大尺寸为0.37λ左右。平顶锥主要计算参数如下表

FEKO 提供了高频 PO 算法及 MOM/PO 混合算法，能够方便、快速、精确地分析电大尺寸、复杂目标的 RCS。PO 基本原理 ： PO是一种Maxwell方程的近似求解方法， 广泛应用于电大问题的辐射、散射分析。PO 假设目标表面的电流全部由入射场贡献， 不考虑二次源的作用 （注意：不是不考虑二次反射）。 PO 适用于处理表面比较平滑（通常曲率半径大于几个波长）的模型，在这种情况下，PO 的结果与精确方法计算的结果吻合很好。 在计算双站 RCS 时， 由于 PO假设射线的阴影面电流为零，因此 PO 在大角度散射方向计算不准确，这是由理论的本身缺陷决定的。在 FEKO 中，融合了最新的学术成果， 对于类球体、 类柱体等类型问题提供对于介质结构的 RCS 分析，建议采用 FEKO 提供的基于面等效原理的矩量法、快速多级子分析方法。类似于金属体的分析，FEKO 中，同样利用 MOM 和MLFMM 进行介质体、目标介质涂覆的精确分析。

对于PO算法，可以增加反射修正的次数来提高精度，但是这样就大大降低了计算的速度，需要的计算资源也大大增加。

方法矩量法( M oM ) 可以求解任意目标R CS 且精度高，但是对硬件要求高。 M L FM A 算法在满足一定精度的情况下提高了计算速度

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