高级培训-反射面仿真新方法
实现镜面反射效果的技巧
实现镜面反射效果的技巧镜面反射效果是一种常用的图像处理技术，可以使图片看起来更加有立体感和逼真度。
在PhotoShop软件中，我们可以通过一些简单的操作来实现镜面反射效果。
本文将分享一些实用的技巧，以帮助您更好地使用PhotoShop软件来实现镜面反射效果。
首先，打开您希望添加镜面反射效果的图片。
在菜单栏中选择“图像（Image）”并点击“图像大小（Image Size）”。
确保图片的分辨率和大小适合您的需要。
接下来，我们开始实现镜面反射效果。
第一种方法是通过创建一个水平翻转的图层来模拟镜面反射效果。
首先，将原始图层复制一份，并将复制的图层垂直镜像翻转。
可以在“编辑（Edit）”菜单中选择“变换（Transform）”或使用快捷键“Ctrl + T”来进行变换操作。
将复制的图层垂直翻转后，再将其拖动到原始图层的下方。
接着，使用“选择工具（Selection Tool）”选择垂直翻转的图层，并将其位置与原始图层对齐。
然后，使用“橡皮擦工具（Eraser Tool）”或“遮罩工具（Mask Tool）”将垂直翻转的图层逐渐擦除，以实现透明度渐变的效果。
通过调整透明度，您可以根据需要调整镜面反射的强度和清晰度。
第二种方法是创建一个倒影图层并应用高斯模糊。
首先，将原始图层复制一份，并将复制的图层垂直翻转。
然后，将复制的图层拖动到原始图层下方，并微调位置以获得自然的倒影效果。
接下来，点击复制图层上的右键，在弹出的菜单中选择“滤镜（Filter）”，然后选择“模糊（Blur）”，最后选择“高斯模糊（Gaussian Blur）”。
在高斯模糊对话框中，调整模糊半径以达到理想的效果。
您可以尝试不同的模糊半径值，以找到最佳的视觉效果。
最后，通过透明度调整图层的不透明度，使倒影看起来更加真实。
第三种方法是使用渐变图层蒙版实现镜面反射效果。
在原始图层上方创建一个新的图层，并使用渐变工具在新图层上绘制一个从黑色到透明的渐变。
HFSS-IE反射面仿真
反射面天线设计新方法向胜昭ANSYS高级应用工程师天线设计指标①天线扫描方式②天线工作频率③天线增益④天线尺寸限制⑤天线重量要求⑥天线波束覆盖⑦天线副瓣电平⑧天线极化形式⑨天线驻波……决定天线采用什么样的形式具体实现反射面？反射面天线应用分类反射面天线解决方案•“高增益、低副瓣、相控阵”反射面天线•难点：–Electrically Large–High Accuracy (Low sidelobe, shelter)–High complexity(Active match, complicated shelter)Electrically Large高阶有限元＋迭代法矩阵求解器场到场链接(Data Link )混合阶网格剖分(Mixed Element Order)区域分解法(DomainDecomposition Method) 曲面共形网格剖分（Curvilinear Meshing ）…HFIE （高频积分方程法）混合全波分析PO 混合……Dish antennaSingle Cell-ADKHigh AccuracyUnit Cell-FloquetSystem-cosimulationFinite Array-HPC……High complexity------Variety of methodsHigh complexity•解决策略：–HFSS–HPC (DDM –domain decomposition method)–HFSS-IE–HFSS + HFSS-IE (Datalink)–FE-BI (Hybrid Method)–PO (Might as well add HFSS-IE)1. 反射面天线的HFSS仿真2 meter (40λ)精确可靠，快速易用•成熟可靠的有限元电磁场求解技术（适应性好，编程难度大）•自动化的共形网格生成，保持结构的细节特性•独有的自适应网格剖分•自动迭代给出满足精度要求的结果初始网格自适应加密后的网格三维高频结构全波仿真工具HFSSHFSS 1. 反射面天线HFSS仿真●6GHz solve frequency●2 meter dish (40λ)●11,280 cubic λvolume●CP circular horn feed●Ran two cases:Single 128GB, 8 core2 meter (40λ)1. 反射面天线HFSS仿真6 hours 53minutes tocompleteadaptive pass 194GB of RAMFell back to the direct solver!2. HPC仿真反射面天线2 meter (40λ)•Distributes mesh sub-domains to network of processors•Distributed memory parallel technique •Significantly increases simulation capacity–64-bit meshing•Highly scalable to large numbers of processors •Multi-processor nodes can be utilizedHPC distributes mesh subdomains to networked processors and memoryHPC for HFSSHPC 的使用123456782. HPC 仿真反射面天线•6GHz solve frequency •2 meter dish (40λ)•11,280 cubic λvolume •CP circular horn feed•Ran two cases:Seven mixed machines, 28cores, 72GB2 meter (40λ)ANSYS Test Computers Used1) 4 cores, 8GB (sjc01)2) 4 cores, 8GB (sjc02)3) 4 cores, 8GB (sjc03)4) 4 cores, 8GB (sjc05)5) 4 cores, 8GB (sjc11)6) 4 cores, 16GB (sjc09)7) 4 cores, 16GB (falcon)Total of 7 computers.28 cores, 72GB of RAM.Assembled list of standard workstations to be used for HPC2. HPC 仿真反射面天线Case II: Mixed Machines DDMSplit into 22 domains on the first pass 5 domains not used yet2. HPC 仿真反射面天线< 20 minutes to completeadaptive pass 1(21x faster than single machine)No core using more than 2GBTotal memory use is 1/3 of single machineUsing 22/27 domainsCP sourcePlotting currents2. HPC 仿真反射面天线(Pass 1)2. HPC仿真反射面天线Using 27/27 domains25 minutes to completeadaptive pass 2No core using more than 2GBCP sourcePlotting currents(Pass 2)3. 反射面天线的HFSS-IE仿真∫∫∫HFSS-IE•IE, what is it?– A 3D Method of Moments (MoM) I ntegral E quation technique•Automated results with accuracy–Effective utilization of automated adaptive meshing technique from HFSS –Employs A daptive C ross A pproximation (ACA) technique for larger simulation –Implemented as a new design type in the HFSS desktop•Utilization of results from HFSS as a linked source–Link can include effects of backwards scattering to the source geometry3. 反射面天线HFSS-IE仿真Cavity backed dipole sourceParabolic dish parameterized such that the focus is always at the originPEC support struts, parameterized to change along with the parabolic dishPhase center of the source is set at the focus.3. 反射面天线HFSS-IE仿真●HFSS-IE 可以使用的激励有三种:Lumped port terminalincident wave●HFSS-IE 不用设置辐射边界50λDiameter---0.25λstarting Mesh15GHz; 1meter (50λ) diameter reflector; Crossed dipole source and struts96,778 triangles 2 passes 6.06GB RAM 1 hr 23 min solve 37 min FF calc.2 hr TOTAL run time3. 反射面天线HFSS-IE 仿真Elapsed time here does not include patterncalculation time. Requested only 2D cuts for this model which reduced FF calc. time < 2 hours (not shown in profile).342,731 triangles 2 passes 24.7GB RAM13 hr 50 min solve 2 hr FF calc.16 hr TOTAL run time30GHz; 1meter (100λ) diameter reflector; Crossed dipole source and struts 3. 反射面天线HFSS-IE 仿真100λDiameter---0.25λstarting MeshCould reduce FF calc. time by only requesting 2D cuts.947,548 triangles 1 pass71.3 GB RAM26 hr 49 min solve 10 hr FF calc.37 hr TOTAL run time60GHz; 1meter (200λ) diameter reflector; Crossed dipole source and struts3. 反射面天线HFSS-IE仿真200λDiameter---0.25λstarting Mesh3. 反射面天线HFSS-IE仿真•Simulated three reflector electrical diameters:Adaptive PassesRAMSolve Time (hh:mm)FF Calc. Time (hh:mm)TOTAL Run Time(hh:mm)50λ2 6.1GB 01:2300:37**02:00100λ224.7GB 13:4302:00*15:43200λ171.3GB26:4910:04**36:53*Just 2D cuts at Phi=0, 45, 90 with 0.125 deg theta resolution **3D and 2D sphere calculations3. 反射面天线HFSS-IE仿真Surface currents when the source is not at the focus of the parabola. Note the current disruptions at the struts.50λdiameter dish•Turned ON adaptive meshing for just 2 total passesλ/4λ/8 λ/10 λ/12 λ/20 3. 反射面天线HFSS-IE 仿真Reflector with Struts –WITH Adaptive Meshing4.反射面天线：HFSS-IE&HFSS--Datalink4. 反射面天线HFSS-IE&HFSS--Datalink•15个脊波导角锥馈源•偏馈反射面：下边长6395mm 上边长4428mm ，高4393mm •仿真频率:2GHz 到4GHz4. 反射面天线HFSS-IE&HFSS--Datalink4. 反射面天线HFSS-IE&HFSS--Datalink •HFSS-IE和HFSS的数据链接•全自动,使用方便•高精度,场到场直接数据链接4. 反射面天线HFSS-IE&HFSS--Datalink •反射面上的电流分布和网格剖分•由于仅有1,7,8角锥馈电,因而呈现左右非对称性4. 反射面天线HFSS-IE&HFSS--Datalink•HFSS-IE自动读入HFSS仿真得到的馈源辐射场•只需计算反射面，无需在整个空间求解也可以读入外部馈源远场数据5. FEBI仿真反射面天线FEBI——Hybrid Finite Element-Integral Equation MethodFinite Elements vs. Integral Equations •Integral Equation Based Method –HFSS-IE –Efficient solution technique for open radiation and scattering –Surface only mesh and current solution Airbox not needed to model free space radiationAirbox required tomodel free space radiation•Finite Element Based Method –HFSS–Efficient handle complex materialand geometries–Volume based mesh and fieldsolutionsThis Finite Element-Boundary Integral hybrid method leverages the advantagesof both methods to achieve the most accurate and robust solution for radiatingand scattering problemsConformal radiationvolume with IntegralEquations FEBI的使用Image Source: 5. FEBI仿真反射面天线•Reflector with supporting struts–FE-BI can be created so that it is conformal to entire geometry –Very small FEM volume needed with conformal FE-BI compared to ABC boundaryABCFE-BIBoundary TypeTotal RAM (GB)ABC 45FE-BI1325 Lambda Reflector5. FEBI仿真反射面天线•Reflector with multiple FE-BI domains–Majority of solution volume can be removed between reflector and feed –Volumes enclosed with FE-BI are fully coupled•Backscatter from reflector will influence input impedance of feed1meter10λ1meter 20λ1meter 30λFrequencyMemory Required3 GHz2GB FrequencyMemory Required6 GHz 10GB FrequencyMemory Required9GHz 30GB5. FEBI仿真反射面天线•Antennas1号位：合成孔径雷达(10-20GHz)；3号位：卫星通信天线10.95GHz 为接受、14GHz为发射)；5号位：GPS 天线——两个(1.575GHz)；8号位：C 波段全向天线支架(BLOS:beyond-line-of-sight 超视距，4.8GHz)准确频率数据可以估计。
反射面天线仿真
利用Ansoft HFSS-IE 设计Ka波段低副瓣抛物反射面天线文章来源: ANSYS 2011中国用户大会优秀论文录入: 点击数: 628【摘要】本文仿真设计了一种工作于Ka 波段的低副瓣抛物反射面天线，该天线采用馈源前置式单反射面形式。
馈源采用E 面扇形喇叭天线，利用先进的三维电磁场仿真软件Ansoft HFSS v12 首先对馈源进行了仿真与优化设计，得到了满足技术指标要求的结构参数。
在此基础上，利用Ansoft HFSS 与HFSS-IE 协同设计了所要求的抛物反射面天线。
仿真结果表明，所设计的抛物反射面天线增益大于36dBi，副瓣低于-27dB。
仿真结果与理论计算结果比较吻合，并且满足了技术指标要求。
此外，通过整个设计过程以及软件仿真结果也直接证明了HFSS-IE 计算的准确性以及快速实用性，对于大口径反射面天线的设计具有一定的指导价值。
1 引言单反射面天线是指用一个反射面来获得所需方向图的天线系统，其中抛物反射面天线是最经典，用的最多的一种形式。
它是一种主瓣窄、副瓣低、增益高的微波天线，广泛应用于雷达、卫星通信、微波中继通信以及射电天文等领域中[1]。
如图1所示，抛物反射面天线由一个旋转抛物面和一个馈源组成。
抛物面由抛物线绕其轴线oz 旋转一周形成；馈源可以采用多种形式，如带反射板的短偶极子[2]，缝隙天线，喇叭天线等，且馈源视在相位中心应放置于抛物面的焦点F上。
该天线的基本原理基于几何光学定律的思想。
发射状态时，利用抛物面的反射特性，使得由其焦点处的馈源发出的球面波前，经抛物面反射后转变为在抛物面口径上的平面波前，从而使抛物反射面天线具有锐波束、高增益的性能；接收状态时，外来的平面波经抛物面反射后，聚焦到其焦点处，由馈源接收[3]。
图1 抛物反射面天线组成及其几何参数一般地，仿真设计抛物反射面天线时大都采用基于几何光学法（PO）的软件，常用的比如FEKO、GRASP 等。
但是，几何光学法计算精度不及有限元法（FEM）、矩量法（MOM）以及时域有限差分法（FDTD）。
平面反射的几种实现方式
平面反射的几种实现方式平面反射是光线在平面表面上的反射现象，常见的实现方式有以下几种：1.光矢量法：光矢量法是较为简单的一种实现方式。
假设光线的入射矢量为V，入射光线与平面垂直，则反射光线的矢量为-V。
这样，只需计算入射光线与平面的交点，然后将交点沿着法向量方向平移一段距离即可得到反射光线。
光矢量法适用于一个平面的情况，且入射光线方向已知。
2.漫反射法：漫反射法是一种更加真实的实现方式。
漫反射光线的方向是随机的，可以通过散射系数来控制反射光线的分布范围。
实现漫反射法需要在平面表面上采样一些点，然后根据入射光线的方向和采样点的位置，计算反射光线的方向。
漫反射法能够模拟光线在粗糙表面上的扩散现象。
3.镜面反射法：镜面反射法是一种模拟镜面反射现象的实现方式。
镜面反射光线的方向是根据入射光线和平面法线的关系计算得到的。
假设入射光线矢量为V，平面表面的法向量为N，则反射光线的方向可以通过将V投影到N所在平面上，再与N相对称得到。
镜面反射法适用于光线与平面表面间的完全反射现象，如平面镜、玻璃等。
4.折射法：折射法用于模拟光线从一种介质进入另一种介质时的折射现象。
根据斯涅尔定律，入射角和折射角之间的关系可以通过折射率来计算。
在实现折射法时，需要考虑两种介质的折射率以及入射光线的入射角。
可以使用光线追踪算法来模拟光线在平面表面上的折射现象。
5.全局照明方法：全局照明方法是一种基于物理光照原理的高级实现方式。
全局照明方法使用更加复杂的算法模拟光线在场景中的传播和反射现象，通过考虑多个光源、多次反射和折射等因素，得到更真实的结果。
常见的全局照明方法有光线追踪、辐射度算法等。
以上是平面反射的几种实现方式。
不同的方法适用于不同的场景和需求，选择适合的实现方式可以提高渲染效果的真实感和精度。
OTS仿真培训计划
OTS仿真培训计划一、培训目标本次培训的目标是通过OTS仿真系统的使用培训，使学员能够熟练掌握OTS仿真系统的操作方法，理解其原理和应用，提升工作的效率和精度，达到以下目标：1. 理解OTS仿真系统的基本原理和操作方法；2. 掌握OTS仿真系统的模型建立和参数设置技巧；3. 能够应用OTS仿真系统进行工程仿真分析和优化设计；4. 掌握OTS仿真系统的高级功能和应用技巧；5. 提升工作效率和解决技术难题。
培训对象：本次培训对象为公司工程技术人员和研发人员。
二、培训内容1. OTS仿真系统概述- OTS仿真系统的原理和应用领域；- OTS仿真系统的基本构成和功能模块；- OTS仿真系统的优势和特点。
2. OTS仿真系统操作基础- OTS仿真系统的基本操作界面和功能布局；- OTS仿真系统的基本操作流程和常用工具；- OTS仿真系统的常用快捷键和操作技巧。
3. OTS仿真系统模型建立- OTS仿真系统的模型建立原理和步骤；- OTS仿真系统的模型建立方法和技巧；- OTS仿真系统的模型参数设置和优化。
4. OTS仿真系统仿真分析- OTS仿真系统的仿真分析方法和工程应用；- OTS仿真系统的数据处理和结果分析；- OTS仿真系统的仿真分析实例分析。
5. OTS仿真系统高级功能- OTS仿真系统的高级模块和功能介绍；- OTS仿真系统的高级应用案例分享；- OTS仿真系统的高级功能操作演示。
6. OTS仿真系统案例分析- OTS仿真系统的工程应用案例分析；- OTS仿真系统的成功案例和经验分享；- OTS仿真系统的案例解析和讨论交流。
7. OTS仿真系统实践操作- 学员自主练习和实践操作；- 学员操作示范和实时指导；- 学员实践实例分析和讨论交流。
8. OTS仿真系统考核评价- 组织学员进行OTS仿真系统的考核评价；- 对学员的操作和理论知识进行考核评价；- 对学员的考核评价进行总结和反馈。
三、培训方式本次培训采用多种方式进行：1. 理论讲解：通过专业讲师对OTS仿真系统的知识进行系统化讲解和详细介绍；2. 操作演示：安排专业技术人员进行OTS仿真系统的操作演示和实时指导；3. 案例分析：通过实际工程案例的分析和讨论，加深学员对OTS仿真系统的理解和应用；4. 实践操作：给予学员充分的实践机会，实时指导和辅导，提高学员的操作技能和应用能力；5. 考核评价：组织对学员的操作和理论知识进行考核评价，及时总结和反馈，提高培训效果。
平面光波在电介质表面的反射特性仿真研究
１ Байду номын сангаас— １
《 电子设 计 工程 ） ０ ２年 第 １ ２１ １期
透射波 ： Ｅ＝ ，ｘ ｋ（ｉ —ｏ ）【 ， ｏ ｐｉ ２ｓ ｃｓ Ｅｅ ［ ｎ 一ｏ 胡 （） ４
１２ ８ ３年 ） 。其 中 ， （ １ 和 式 （ ３ 是 反 射 公 式 ， （ ２ 和 式 式 １） １） 式 １）
Ｅ ｅｐｉ １ｓ ０ — Ｏ０ｙ一 ｔ ； ｘ ｋ（ｉ ｒ ＣＳｒ）ｔ】 ［ ｎｘ Ｏ
（） ３
基 金 项 目： 军队 重 点科 研 项 目（ Ｊ ５ ３ ） Ｋ ０ １８ 作 者 简 介 ： 昊 鹏 （９ ７ ） 男 ， 宁 沈 阳人 ， 士 研 究 生 。研 究 方 向 ： 确 制 导 武 器 的作 战 使 用与 仿 真 。 王 １８ 一 ， 辽 硕 精
ｃ ｓ 矿ｃ ｓ ｏ ０悱 ｃｓ ０ ｏ （ ６）
失问题 。
２ 平面 光 波在 电 介质 表 面 的 反射 和 折 射
２１ 电矢 量 平行 入 射 面 ．
平 面 光 波 的 电 矢 量 平 行 于入 射 面 ， 此 其 电场 只有 Ｐ分 因 量 ， 磁 场 垂 直 于 入 射 面 ， 此 只 有 Ｓ分 量 ， 面 光 波 传 输 其 因 平 方 向矢 量 ｜ 在 入 射 面 内 ， 与 ： 平 行 。 以 、 和 曰所 确定 ｊ ｝ 轴 Ｅ
ｃｓｉ ｅｐｉ ｉｉ０－ ｃｓ Ｅ０ ｐｉ ｉｉ０－ｔ ｏＯ ￣ｘ ｋｓ ｎｒ Ｉ一 ｏ ，ｘ ｋ ｓ ｃ 】 Ｅ ［ ｓ （ ） ｅ ［ｓ ｎ ｏ ＝ ｏ０ ￣ｘ ｋｓｉＯ－ ｔ ｃｓ， ｅｐｉ ２ ｎｒｏ］ Ｅ ［ ｓ ｔ 再 结 合 ｊ＝ ￣ ｌ 和 ｋ＝ ￣ Ｊ 代 人 （ ） 简 可 得 ： ｝ ２ｒ １ ｎ ２２ ｎ Ａ， ５化
python光学仿真实现光线追迹折射与反射的实现
python光学仿真实现光线追迹折射与反射的实现⽬录折射与反射平⾯反射平⾯折射python实现弧⾯问题折射与反射光线与光学元件相互作⽤，⽆⾮只有两件事，反射和透射。
⽽就⽬前看来，我们所常⽤的光学元件，也⽆⾮有两种表⾯，即平⾯和球⾯，⼆维化之后就简化成了射线与线段，射线与劣弧的关系。
平⾯反射⽆论从哪个⾓度来看，平⾯的反射折射都要⽐球⾯更简单，⽽反射问题要⽐折射问题更简单，所以，我们⾸先处理平⾯的反射问题。
反射定律即⼊射⾓等于反射⾓，⼼念及此，最为循规蹈矩的思路必然是先找到⼊射光线和平⾯的夹⾓，然后⽤这个夹⾓和平⾯(在⼆维空间中是⼀条直线)在空间中的斜率，由这个斜率与⼊射⾓得到出射光的斜率，然后就可以得到出射光的⽅程。
这个⽅法的问题是需要反复使⽤三⾓函数和反三⾓函数，⽽三⾓函数和反三⾓函数并⾮严格意义上的互为相反，所以在传参的过程中，可能会遇到⼀些⿇烦。
相对来说，⽐较不容易出错的⽅法是，寻找⼊射点关于法线的对称点，那么这个对称点与交点的连线，便是出射光的⽅程。
平⾯折射折射与反射的思路如出⼀辙，最原始的想法仍旧是获取⼊射⾓，然后根据折射定律求出射⾓，然后再按照出射⾓解出出射光的表达式。
这个思路的难点仍旧在三⾓函数与反函数的转化上。
⾄此，我们发现折射与反射在表达形式上是相通的，如果令⼊射点关于法线做垂线，垂⾜为C，约定这条垂线与出射光线的交点为出射点B，那么出射点到垂⾜的距离BC与⼊射点到垂⾜的距离AC之间是满⾜⽐例关系的。
当⼊射光线和反射光线的折射率相等时，这个⽐例为1，否则⽐例为 λ \lambda λ。
我们还能发现，这个 λ \lambda λ不⼀定有解，因为分母中有⼀个根号表达式，当内部的值⼩于0时，⾃然⽆解。
这与我们的物理直觉是符合的，即并不是所有的⼊射光线都有折射光线，当折射光线消失的时候，就发⽣了全反射。
所以，当务之急是根据⼊射点找垂⾜，易得那么对于我们所熟知的折射问题，即可令⼊射点关于反射平⾯做⼀次对称，再关于发现做⼀次定⽐延长线的对称，即可得到出射点。
平面反射的几种实现方式
镜中人——平面反射的几种实现方式
平面反射是计算机图形学中常用的一种技术，它可以模拟出物体
在镜子中的样子。
在实际应用中，平面反射常常被用来模拟水面、镜
子等具有反射特性的物体。
本文将介绍几种实现平面反射的方式。
1. 纹理映射
在平面反射中最简单的实现方法就是纹理映射。
这种方法利用3D
图像中的纹理进行渲染。
需要注意的是，反射平面必须与摄像机所在
平面平行，否则图像将会出现歪斜。
2. 离屏渲染
离屏渲染是一种通过将场景绘制到一个与主屏幕不同的缓冲区中，进而实现反射效果的方法。
具体而言，场景先绘制到一个后台缓冲区，然后再将这个后台缓冲区中的场景绘制到主缓冲区中。
3. 实时反射
实时反射是一种在运行时通过将场景中的物体镜像反射到相应的
平面上，实时生成反射效果的方法。
需要注意的是，实时反射需要比
纹理映射和离屏渲染更高的计算能力，因此对于较老的计算机或移动
设备，可能无法支持实时反射。
需要注意的是，实现平面反射需要掌握一定的数学知识。
同时，
选择适合自己的实现方式，还需要考虑模型的复杂度、场景的实时性
以及运行环境等因素。
总之，平面反射作为计算机图形学中最重要的技术之一，在3D游戏、虚拟现实和增强现实等领域中发挥着重要的作用。
通过本文，相信读者已经对几种实现平面反射的方式有了更深入的了解，希望能够对读者在实际应用中有所帮助。
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Phase center of the source is set at the focus.
PEC support struts, parameterized to change along with the parabolic dish
3. 反射面天线HFSS-IE仿真
HFSS-IE可以使用的 激励有三种: 激励
ANSYS Test Computers Used
Assembled list of standard workstations to be used for HPC
2. HPC仿真反射面天线
Case II: Mixed Machines DDM
Split into 22 domains on the first pass 5 domains not used yet
HPC的使用
2
1
3
5
4 7
6
8
2. HPC仿真反射面天线
•6GHz solve frequency •2 meter dish (40λ) •11,280 cubic λ volume •CP circular horn feed
2 meter (40λ)
•Ran two cases:
Seven mixed machines, 28 cores, 72GB
– 64-bit meshing
HPC distributes mesh subdomains to networked processors and memory
• •
• •
Highly scalable to large numbers of processors Multi-processor nodes can be utilized
6.1GB 24.7GB 71.3GB
*Just 2D cuts at Phi=0, 45, 90 with 0.125 deg theta resolution **3D and 2D sphere calculations
3. 反射面天线HFSS-IE仿真
Surface currents when the source is not at the focus of the parabola. Note the current disruptions at the struts.
2. HPC仿真反射面天线
1) 4 cores, 8GB (sjc01) 2) 4 cores, 8GB (sjc02) 3) 4 cores, 8GB (sjc03) 4) 4 cores, 8GB (sjc05) 5) 4 cores, 8GB (sjc11) 6) 4 cores, 16GB (sjc09) 7) 4 cores, 16GB (falcon) Total of 7 computers. 28 cores, 72GB of RAM.
∫∫∫
• Utilization of results from HFSS as a linked source
– Link can include effects of backwards scattering to the source geometry
3. 反射面天线HFSS-IE仿真
Cavity backed dipole source Parabolic dish parameterized such that the focus is always at the origin
2. HPC仿真反射面天线 (Pass 1)
< 20 minutes to complete adaptive pass 1
(21x faster than single machine)
No core using more than 2GB Using 22/27 domains
Total memory use is 1/3 of single machine
50λ diameter dish
3. 反射面天线HFSS-IE仿真
Reflector with Struts – WITH Adaptive Meshing
• Turned ON adaptive meshing for just 2 total passes
λ/20 λ/12 λ/10 λ/8 λ/4
4.反射面天线： HFSS-IE&HFSS--Datalink
4. 反射面天线 HFSS-IE&HFSS--Datalink
• 15个脊波导角锥馈源 • 偏馈反射面：下边长6395mm 上边长 4428mm，高 4393mm • 仿真频率: 2GHz 到 4GHz
4. 反射面天线 HFSS-IE&HFSS--Datalink
…
场到场链接 (Data Link) Link)
高阶有限元＋ 高阶有限元＋ 迭代法矩阵求解器
High Accuracy
Single Cell-ADK
Unit Cell-Floquet
Finite Array-HPC……
Dish antenna
High complexity ------ Variety of methods
Could reduce FF calc. time by only requesting 2D cuts.
60GHz; 1meter (200λ) diameter reflector; Crossed dipole source and struts
3. 反射面天线HFSS-IE仿真
• Simulated three reflector electrical diameters:
Adaptive Passes 50λ 100λ 200λ 2 2 1 RAM Solve Time (hh:mm) 01:23 13:43 26:49 FF Calc. Time TOTAL Run (hh:mm) Time (hh:mm) 00:37** 02:00* 10:04** 02:00 15:43 36:53
反射面天线设计新方法
向胜昭 ANSYS高级应用工程师
天线设计指标
①天线扫描方式 ②天线工作频率 ③天线增益 ④天线尺寸限制 ⑤天线重量要求 ⑥天线波束覆盖 ⑦天线副瓣电平 ⑧天线极化形式 ⑨天线驻波 ……
决定天 线采用 什么样 的形式
反射 面？
具体 实现
反射面天线应用分类Fra bibliotek反射面天线解决方案
• “高增益、低副瓣、相控阵”反射面天线 • 难点： – Electrically Large – High Accuracy (Low sidelobe, shelter) – High complexity(Active match, complicated shelter)
1. 反射面天线HFSS仿真
Fell back to the direct solver! 6 hours 53 minutes to complete adaptive pass 1 94GB of RAM
2. HPC仿真反射面天线
2 meter (40λ)
HPC for HFSS
• Distributes mesh subdomains to network of processors Distributed memory parallel technique Significantly increases simulation capacity
Electrically Large
PO混合 混合…… 混合 混合全波分析
混合阶网格剖分 (Mixed Element Order)
区域分解法 (Domain 曲面共形网格剖 Decomposition 分（Curvilinear Method) Meshing） ）
HFIE （高频积 分方程法） 分方程法）
Ansoft LLC
20.00
XY Plot 1
Feed_all
Curve Info
ANSOFT
System-cosimulation
High complexity
• 解决策略：
– HFSS – HPC (DDM – domain decomposition method) – HFSS-IE – HFSS + HFSS-IE (Datalink)
– FE-BI (Hybrid Method) – PO (Might as well add HFSS-IE)
15GHz; 1meter (50λ) diameter reflector; Crossed dipole source and struts
3. 反射面天线HFSS-IE仿真
100λ Diameter--- 0.25λ starting Mesh
342,731 triangles 2 passes 24.7GB RAM 13 hr 50 min solve 2 hr FF calc. 16 hr TOTAL run time
Elapsed time here does not include pattern calculation time. Requested only 2D cuts for this model which reduced FF calc. time < 2 hours (not shown in profile).
3. 反射面天线的HFSS-IE仿真
HFSS-IE
• IE, what is it?
– A 3D Method of Moments (MoM) Integral Equation technique
• Automated results with accuracy
– Effective utilization of automated adaptive meshing technique from HFSS – Employs Adaptive Cross Approximation (ACA) technique for larger simulation – Implemented as a new design type in the HFSS desktop