Обзор наиболее значимых и заметных нововведений Altair FEKO 2022

Основные нововведения в CADFEKO 2022

• Для моделирования периодических структур добавлено новое расширение, поддерживающее подготовку структур, которые находят место при моделировании частотно-селективных поверхностей (FSS). Новые формы, геометрии и инструмент элементарных ячеек могут быть использованы для быстрого определения как простого, так и сложного параметрического многослойного ячеистого представления, многослойной диэлектрической структуры, которая может содержать FSS-слои, для описания материала с помощью периодических граничных условий. Затем заданная структура может быть назначена на поверхность для эффективного моделирования методом геометрической оптики. В FEKO 2022 также предусмотрена возможность назначить такие материалы на поверхности, ограничивающие замкнутый объем, для решения задачи методом моментов или быстрым многоуровневым методом мультиполей. Таким образом обеспечивается чрезвычайно мощный, гибкий и эффективный подход для моделирования, например, антенных укрытий (рис. 1).
  

  Рис. 1. Эффективное моделирование многослойной FSS-структуры антенного укрытия с использованием характеризации материала, периодических граничных условий и метода моментов

• Волноводный порт и источники модифицированы и теперь могут быть назначены на отдельную плоскую поверхность региона с конечно-элементной аппроксимацией (FEM) в CADFEKO, точно так же, как и для эквивалентной поверхностной аппроксимации (SEP). Это в значительной степени упрощает переключение между SEP и FEM для моделей с волноводными портами. Теперь они поддерживают дополнительное определение мощности для магнитуды, которая является стандартной для всех типов мод и может быть более понятной.
• Конфигурация для расчета S‑параметров в CADFEKO теперь может содержать дополнительные запросы, такие как расчет дальнего и ближнего полей, токов, и разделение конфигураций системы более не требуется. Эти величины будут рассчитаны как часть общего решения для каждого активного порта в текущей конфигурации.
• В библиотеку компонентов добавлено четыре новых объекта, а именно рупорные зеркальные антенны, а также двухрежимная рупорная антенна, которую можно использовать для обеспечения более равномерного облучения рефлектора в сравнении с обычным коническим рупором (рис. 2).
  

  Рис. 2. Четыре новых объекта в библиотеке компонентов.
  Верхний ряд: зеркальная антенна Кассегрена и Грегори с рупором;
  нижний ряд: рупорная двухрежимная антенна, зеркальная антенна со смещенным облучателем

• Процесс поиска лучей в фасеточном UTD значительно ускорен. В отдельных случаях это может привести к возникновению небольших ошибок, поэтому данную опцию можно отключить для повышения точности решения.
• Импорт моделей печатных плат в CADFEKO теперь поддерживает передачу параметров материалов, которые могут быть включены в описание модели или в данные ECAD. Указанные материалы будут созданы и назначены на стадии импорта модели. Дополнительные типы слоев — такие как защитный слой, паяльный слой, шелкография, слои, определяемые пользователем, тоже могут быть импортированы при необходимости. Слои различных типов могут быть добавлены или исключены из модели, с помощью простой функции в диалоговом окне импорта (рис. 3). Altair FEKO 2022 поддерживает импорт следующих форматов печатных плат:
  • Altium:
    • Altium Designer (.pcbdoc);
    • PCAD (.pcb).
  • AutoDesk-Eagle (.brd).
  • Cadence:
    • Allegro (folder);
    • Specctra/OrCAD Layout (.dsn).
  • CADVANCE (folder).
  • IPC2581 (.xml).
  • Mentor Graphics:
    • Board Station (folder);
    • Neutral (folder);
    • Xpedition (folder);
    • PADs (.asc).
  • ODB++ (.tgz, .tar, .gz).
  • Zuken:
    • CADSTAR (.cpa);
    • CR5000/CR8000 (.pcf, .pnf, .ftf);
    • CR5000 PWS (.bsf, .ccf, .mdf, .udf, .wdf);
    • PEMA (Altair) (.pema).
      

      Рис. 3. В процессе импорта печатной платы материалы могут быть добавлены и назначены. Различные слои могут быть включены или исключены из модели

  • Граница источника тока на печатной плате теперь отображается в 3D в CADFEKO, позволяя тем самым точно расположить и визуализировать его. Новый просмотрщик данных об источнике Feko (Feko Source Data Viewer) добавлен в контекстное меню определения данных печатной платы (PCB Current Data). В нем отображаются данные о токах на источнике на каждой частоте и другие параметры (рис. 4).
    

    Рис. 4. Просмотр границы источника на печатной плате и использование вьювера для отображения токов на выбранной частоте

  • Модуль CADFEKO 2022 полностью переработан и в своем новом исполнении обеспечивает большее удобство использования и повышенную эффективность. Интерфейс нового поколения будет служить платформой для более тесной интеграции с продуктами Altair Simulation с сохранением знакомых пользователям FEKO элементов рабочей области.
  • Переработанная версия CADFEKO включена в релиз FEKO 2022, наряду с классической версией модуля. Для некоторых моделей, созданных в старом исполнении CADFEKO с Lua-скриптами и пользовательскими настройками, должен быть применен классический модуль CADFEKO. Классический CADFEKO будет исключен из предстоящих релизов, до этого момента пользователи имеют возможность предоставить компании обратную связь, чтобы с комфортом перейти на новый интерфейс программы (рис. 5).
    

    Рис. 5. Новый интерфейс CADFEKO 2022

  • Добавлена возможность защиты модели паролем. Основная идея защиты состоит в обеспечении возможности совместного использования защищенного компонента в составе конструкции другой модели с ограниченной ее видимостью, а также скрытыми параметрами ее моделирования от всех, кто не знает пароля. После импорта защищенной модели ни ее геометрия, ни сетка не становятся видимыми или редактируемыми для этой части конструкции. Ограничения также затрагивают возможные запрашиваемые расчеты для защищенной модели.
  • Защита модели может быть предназначена и для ограничения возможности открытия модели без введения пароля. При использовании защиты таким образом необходимо помнить, что при запуске решателя некоторые параметры не могут быть рассчитаны. Одновременно в POSTFEKO не будет доступна сетка для постпроцессинговой обработки. Рекомендуется снять защиту с модели перед симулированием, чтобы избежать данных ограничений (рис. 6).
    

    Рис. 6. Антенна со смещенным рефлектором. Облучатель импортирован как защищенная модель рупора, обозначается серой областью в CADFEKO

  • Добавлен алгоритм автоматического построения сетки, который автоматически производит расчет сетки при активном графическом интерфейсе. Это разрешает пользователю продолжить моделирование и настройку геометрии во время расчета и построения сетки. Алгоритм автоматического построения сетки вычисляет и строит сетку при заданной частоте или при условии, что к геометрии применяются локальные настройки сетки.

При преобразовании геометрии повторная сетка не требуется, поскольку преобразования применяются непосредственно к сетке. Алгоритм автоматической сетки также учитывает близость другой геометрии или сетки для создания более мелкой сетки. В процессе вычисления сетки ее статус отображается индикатором выполнения в строке состояния (рис. 7).

Рис. 7. Индикатор выполнения в строке состояния показывает состояние вычисления сетки

Для очень больших моделей, содержащих миллионы элементов сетки, автоматическое создание сетки можно отключить, нажав кнопку Automatic Meshing во время внесения изменений в модель (доступно на ленте и в строке состояния) (рис. 8).

Рис. 8. Автоматическое построение сетки и процесс ее расчета

• В новой версии Altair FEKO 2022 появился новый инструмент, предназначенный для настройки нескольких локальных параметров сетки для модели. Каждому настроенному параметру локальной сетки присваивается метка, которую можно просматривать/редактировать в дереве модели. Пользователь может применить настройки локальной сетки к геометрии модели корневого уровня или к определенной детали геометрии указав на необходимую метку с настройками локальной сетки (рис. 9).
  

  Рис. 9. Настройка параметров сетки в предыдущей версии CADFEKO (слева) заменена диалоговым окном для настройки локальных настроек сетки для модели

Данный инструмент обеспечивает быстрый доступ ко всем локальным настройкам сетки, применяемым при ее построении в модели. Новая функциональная возможность не заменяет использования локальных настроек сетки к краям, проводам, граням и областям (рис. 10).

Рис. 10. Настройки локальной сетки доступны в дереве модели в разделе Definitions

Новый инструмент полностью заменил подход, используемый в предыдущих версиях CADFEKO, где пользователю требовалось сначала выбрать геометрию модели (или ее часть), указать параметры и построить сетку для выбранной модели. После создания сетки настройки ее параметров для выбранной геометрии модели не сохранялись (рис. 11).

Рис. 11. Пользователь может задать настройки локальной сетки к любой геометрии корневого уровня в дереве модели

Новые возможности в WinProp 2022

• В WinProp 2022 появилась возможность обеспечения X‑поляризации для антенн базовой и мобильной станций. В предыдущих версиях ProMan необходимо было определять два передатчика явным образом. Теперь достаточно определить только один передатчик с X‑поляризацией, и ProMan выполнит все остальное. Это существенно экономит время при планировании сети с большим количеством базовых станций.
• В WallMan добавлена возможность задания данных строений в формате CityGML (.gml, .citygml). Это популярный формат, используемый во многих бесплатных источниках данных о зданиях (рис. 12).
  

  Рис. 12. Пример преобразования данных о строениях с использованием CityGML в WallMan

• Добавлена возможность включать луч, отраженный от земли, и луч, отраженный от крыши при расчете условий распространения сигнала в городе при интеллектуальной трассировки лучей. Добавление многолучевой модели увеличивает точность моделирования в сравнении со стандартной аппроксимацией (рис. 13).
  

  Рис. 13. Пример использования двухлучевой модели при интеллектуальной трассировке лучей

• В AMan добавлен инструмент синтеза антенных решеток. Элементы прямоугольной решетки определяются через амплитудные и фазовые распределения как для достижения требуемого уровня боковых лепестков, так и для сканирования лучом пространства. Можно использовать сгенерированную диаграмму направленности в любом проекте ProMan, например, в качестве антенны базовой станции 5G или радиолокатора (рис. 14).
  

  Рис. 14. Рабочее окно создания и определения параметров прямоугольных антенных решеток

• Прогностическая модель Rural Knife Edge Diffraction теперь может быть использована в комбинации с интеллектуальным трассировщиком лучей в условиях городской застройки, для точного предсказания распространения сигнала в условиях затененности топологии строениями (рис. 15).
  

  Рис. 15. Трехмерный многолучевой сценарий, в котором передатчик затенен строениями, в силу холмистости местности

• Библиотека дорожных объектов (с объяснениями и примерами) теперь доступна на Altair Community (рис. 16).
  

  Рис. 16. Библиотека содержит полезные дорожные объекты, которые могут быть использованы для моделирования условий работы автомобильного радара

• Решетки изолированных приемных элементов (с собственным смещением относительно центра решетки) теперь могут быть использованы при обработке ЛЧМ радиолокационных сигналов (рис. 17).
  

  Рис. 17. Решетка изолированных принимающих элементов, каждый из которых имеет уникальное смещение относительно центра решетки

• Стандартные потери на взаимодействия в Dominant Path Model теперь обладают зависимостью от частоты (рис. 18).
  

  Рис. 18. Потери на взаимодействия в DPM теперь зависят от частоты

***

В статье рассмотрены наиболее значимые и заметные нововведения в программном решения для 3D-электродинамического моделирования Altair FEKO 2022. Версия 2022 была значительно переработана, разработчики компании Altair добавили новые инструменты и внесли более 100 улучшений. Также был изменен интерфейс для более тесной интеграции с продуктами Altair Simulation, что позволит проводить междисциплинарное моделирование мультфизических задач в привычном едином интерфейсе. В портфеле программных решений Altair Simulation предусмотрено более 100 программных решений для проведения всестороннего инженерного моделирования.