Antenna Magus

Antenna Magus，是全球第一款天線快速設計與天線知識管理工具。Antenna Magus集成了標準天線設計、陣列設計、轉換器設計以及天線設計知識管理等功能。

Antenna Magus：天線快速設計與知識管理

1、完整的天線設計流程；

2、天線陣列綜合設計工具；

3、波導轉換器設計工具；

4、大型介質材料庫；

5、波導型號庫；

6、天線設計數據管理；

7、基於天線模板的用戶自定義天線庫管理。

功能特色

天線快速設計

Antenna Magus擁有可供查找和設計超過200種天線的大型天線資料庫，並能夠將設計得到的天線模型無縫輸出到3D電磁場分析軟體FEKO（輸出模型中包含激勵、求解控制等設定，並且是全參數化模型）。

天線查找

1、超過200種的支持關鍵字搜尋的大型天線資料庫；

天線庫、天線查找

2、不斷更新的天線資料庫，通過用戶反饋集成幾乎所有天線在天線庫內；

3、提供標準格式的天線信息，便於不同天線間技術指標的比較；

4、對每部天線，均提供簡要小結及詳細說明。

設計及性能評估

1、嚴格測試的設計方法保證了能夠滿足指標要求；

2、對設計天線的性能作快速評估，如天線參數：S參數、VSWR、增益等；

3、支持對天線設計尺寸微調，並對比微調後天線性能。

模型輸出

1、簡便快速地生成“ready-to-run”FEKO模型；

2、生成模型中集成了FEKO的最新功能，使用戶更易了解並充分利用FEKO的新功能。

天線陣列綜合設計

Antenna Magus提供天線陣列綜合設計工具。該工具幫助工程師設計並評估，多種陣列形式、多種陣列加權以及多種陣子單元的天線陣列設計。

1、支持多種天線陣列形式；

2、支持多種陣列加權：uniform, Villeneuve, Dolph-Chebyshev, Bayliss 或者自定義激勵；

3、提供多種常規天線方向圖作為陣列單元方向圖；

4、支持用戶自定義。

轉換器設計

天線設計常需要設計波導、阻抗轉換器，Antenna Magus提供專門的波導、阻抗轉換器設計工具：

1、波導–> 同軸線轉換

2、圓波導 -> 矩形波導轉換

3、同軸線–> 傳輸線轉換

4、微帶阻抗變換器

……

特色工具

軟體特色工具箱中集成了24種常用的特色工具，如：Chart tracing tool, Waveguide Library, Substrate Library, Radar range equation tool, Gain/Beamwidth converter, Passive remote sensing tool, Antenna temperature calculator, Antenna radiation efficiency tool, Signal to noise ratio tool, Gain from aperture calculator, Radar cross section calculator等。

圖片中曲線拾取工具

Antenna magus 中的曲線拾取工具，支持用戶將文獻或者掃描圖片中的曲線轉換為數據格式，以便於數據保存與比較。

波導設計庫與介質材料庫

波導設計庫包含各種常見的波導形式和技術參數。用戶可方便查找波導的使用頻率、截止頻率等多種電參數。

介質材料庫包含常見的介質材料，用戶可方便查找各種介質材料的電性能和物理性能。

天線知識管理

Antenna Magus 提供天線設計知識管理系統。不僅提供大型天線資料庫，用戶還可添加自己設計的天線。該系統支持：

1、保存天線設計的完整數據，包括天線模型圖片、天線設計文檔、天線技術指標、天線設計算法、天線仿真模型、天線測試數據；

2、與Antenna Magus 固有天線資料庫連結，支持查找、選型對比；

3、形成設計知識管理系統，實現設計知識共享與知識積累。

Antenna Magus+FEKO：完備的天線設計流程

FEKO適用於天線分析以及天線布局分析等領域，Antenna Magus用於天線設計。兩者結合使用，可以為客戶化定製天線設計以及天線布局分析等領域提供極大的便利。

天線設計流程

典型的FEKO與Antenna Magus聯合套用的流程如下：

1、在Antenna Magus天線庫中搜尋並選定天線類型

2、套用Antenna Magus進行快速天線設計

3、Antenna Magus輸出高質量、參數化的FEKO模型

4、FEKO中，套用優秀的全波求解器驗證天線性能

套用Antenna Magus+FEKO的天線設計流程

5、FEKO中，可對天線模型進行參數調整，得到滿足特定要求的定製天線（Magus輸出的是通用、標準天線模型）

6、FEKO中，將天線裝置在實際環境中（比如導入的艦船、飛機、飛彈、衛星等CAD模型），進行天線布局、多天線耦合等分析。

設計舉例

寬頻螺旋天線設計

天線設計通常基於標準天線，設計人員會根據設計要求對標準設計進行調整，得到性能更優的定製化天線。天線設計流程中，Antenna Magus根據指標要求，生成標準天線的CADFEKO模型，使天線設計者無須掌握FEKO中天線建模的細節，也無需透徹了解如何進行載入設定、選擇不同求解器等。使他們可將精力集中在非標準天線的設計上，通過在CADFEKO中簡便的調整全參數化的幾何模型，得到滿足特定要求的定製化天線。

Heli天線關鍵字搜尋

設計要求：

設計螺旋天線，在保證增益頻寬的同時，改進VSWR以及軸比頻寬。

輸出模型到CADFEKO

設計流程：

使用Antenna Magus關鍵字搜尋功能找到螺旋天線，在搜尋的天線列表中選擇合適的天線。在export mode模式中，填入天線的各項參數，並輸出FEKO模型。

艦船天線布局分析

總體設計人員需要在複雜環境中（複雜電子環境及物理環境），保證電子、通訊系統正常工作。由於總體人員通常不是專業天線設計人員，因此天線選型、設計以及建模仿真往往比較困難。Antenna Magus能夠幫助他們完成這些，並在FEKO中評估天線是否適合於工作環境。

工作要求：

出於艦－艦通信的考慮，設計寬頻VHF天線。總體設計人員會考慮以下基本要求：

1、工作頻段150MHz-350MHz，中心頻率250MHz，頻寬為中心頻率的80%；

2、考慮到低風阻以及在海洋這種嚴苛環境下天線維護等因素，選擇線天線；

3、重點考慮水平面內的通信，對俯仰面內的增益大小無要求；

4、天線放置在後部船樓較低橫桅的左舷側。

工作流程：

在Antenna Magus中選擇天線類型

1、在”find mode”中，先將VHF作為關鍵字輸入，得到的天線列表中，由於折合偶極天線(folded dipole)與圓柱偶極天線(cylindrical dipole)具有典型的水平面內輻射特性，將它們選入天線集(antenna collection)中；

2、盤錐天線（discone antenna）是在艦船通信中常用的天線，輸入”discone”，選中Magus給出的”wire discone”天線，將它加入到天線集合中；

3、information browser”提供了集合中天線性能的簡要小結。由bandwidth ratio欄的數據，排除圓柱偶極天線(12%)與折合偶極天線(25%)，wire discone(3:1)是其中唯一的可行選擇。

設計天線，性能評估

1、進入design mode，選中collection中的wire discone，設定中心頻率250MHz，輻射振子數目9，點擊estimate performance進行性能評估。結果顯示，該天線不能滿足要求的頻寬（它在250MHz-640MHz範圍內S11<-10dB）。

2、進行第二次設計，設定中心頻率150MHz，輻射振子數目為9。評估結果顯示能夠得到滿足要求的阻抗頻寬（其在150MHz-380MHz內S11<-10dB）。

3、在export mode中，將第二次設計輸出FEKO模型

FEKO中驗證天線性能

FEKO中僅調整仿真頻率到感興趣的頻帶，直接用默認參數進行格線剖分並仿真計算。結果表明自由空間中該天線很好滿足了阻抗頻寬以及輻射方向圖等方面的設計要求。

套用FEKO進行天線布局分析

將天線放置在艦船平台上，確認天線阻抗頻寬，輻射方向圖以及與後甲板VHF鞭天線耦合。

1、將該天線FEKO模型導入包含艦船模型的FEKO項目檔案中（導入過程中保留Geometry、port和excitation的選項），將天線移至橫桅的左舷側下方；

2、在FEKO中仿真分析裝配好的天線性能，並將艦載天線分析結果與自由空間天線結果進行對比；

3、計算Wire discone天線與艦上另一幅VHF鞭天線間的隔離度。計算S參數來獲取兩天線間耦合的能量。

艦載環境下天線遠場增益分析