Şimdi, son Altair Feko 2022.2‘de MLFMM çözücüsünün bellek gereksinimleri, çalışma süresi ve ölçeklenebilirliği yeniden geliştirildi.

Bu geliştirmeler sayesinde, elektriksel olarak son derece büyük problemler son derece hassas tam dalga çözücülerle çözülebilir.

Örnek olarak, büyük bir yolcu uçağının alt tarafına 1.09 GHz’de L-bandında bir antenin entegrasyonunu inceleyelim. Geçmişte bu örnek hibrit asimptotik LEPO (large element physical optics) çözücüsünü göstermek için kullanılmıştı. Şimdi ise bu örnek, makul bellek gereksinimleri ile daha hassas tam dalga MLFMM çözücüsü ile bile çözülebilmektedir.

Bu frekans bandında A380 modelinin elektriksel uzunluğu 289 dalga boyudur. MLFMM 13.897.205 temel fonksiyon kullanmaktadır ve 388 GByte RAM’e ihtiyaç duymaktadır. Çalışma süresi 6 CPU’da 40 paralel işlemci kullanılarak 13 saat olmuştur.

Ekran görüntüsü yayılan elektrik alanlarının dağılımını göstermektedir. Motorların elektromanyetik gölgesi açıkça görülebilmektedir

Denemek için Altair Feko yazılımını Altair ONE Marketplace‘den indirebilir, sorularınız için iletişim formunu kullanabilirsiniz.

The post MLFMM Çözücü Geliştirmeleri – Altair FEKO 2022.2 appeared first on Blog.

Sonuç olarak, mühendislere anten yerleştirme uygulamaları için titiz ancak verimli bir çözüm sunulur. Hibritleştirilmiş FEM / MLFMM çözücünün nasıl etkinleştirileceğini öğrenmek için aşağıdaki videoyu izleyin.

Altair Feko eğitim videoları –> İZLEYİN

The post FEM / MLFMM hibrid çözücüsü ile anten yerleşimi çözümü appeared first on Blog.

Altair FEKO Çözüm Yöntemleri

Altair FEKO içerisinde yer alan çözücüler aşağıda yer almaktadır:

1. Method Of Moments (MoM).
   Bu yöntem dielektrik yönteme bağlı olarak alt kategorilere ayrılmaktadır.
   • Yüzey mesh kullanan sonlu dielektrik nesneler için SEP (Surface Equivalence Principle)
   • Sonsuz düzlemsel dielektrikler için (Green functions)
   • Hacim mesh kullanan sonlu dielektrik nesneler için VEP (Volume Equivalence Principle)
2. Finite Element Method / Method of Moments (FEM/MoM hybrid)
3. Finite Element Method / Multilevel Fast Multipole Method (FEM/MLFMM hybrid)
4. Method Of Moments / Physical Optics (MoM/PO hybrid)
5. Method Of Moments / Physical optics with large element meshing (MoM/LE-PO hybrid)
6. Method Of Moments / Uniform Theory of Diffraction (MoM/UTD hybrid)
7. Multilevel Fast Multipole Method (MLFMM)
8. Ray-Launching Geometrical Optics (RL-GO) based on ray launching
9. Finite Difference Time Domain (FDTD)

* Yalnızca 3 ana dielektrik yöntemi listelenmiştir. Geometrik ve elektriksel olarak ince dielektrik yapılar için “dielectric coating” ve “Thin dielectric Sheet” gibi başka yaklaşımlarda bulunmaktadır.

Tüm çözücüler/çözüm tipleri aynı lisansla kullanılmaktadır, ek lisans alımına gerek bulunmamaktadır.

MoM for finite dielectrics with SEP:

Bu yöntem genellikle düşük geçirgenliğe (permittivity) (tipik olarak 4’ten düşük) sahip sonlu boyutlu dielektrikler için seçilir. Yapı elektriksel olarak büyük hale gelirse (birkaç dalga boyu ve daha uzun), MLFMM yöntemi FEM ile birlikte kullanılmalıdır.

MoM with infinite planar dielectrics (Green’s functions):

Bu yöntem, düzlemsel sonsuz çok katmanlı alt tabakaları modellerken tercih edilen yöntemdir. Mikroşerit anten tasarımları örnek olarak verilebilmektedir.

Bu yöntem, Green fonksiyonlarındaki manyetik akım fonksiyonu nedeniyle açıklık kuplajlı modeller için son derece verimlidir.

MoM for finite dielectrics with VEP:

Bu yöntem, elektriksel olarak küçük (tipik olarak lambda/10 veya daha küçük boyutta) dielektrik problemleri veya bir ferrit çekirdek gibi çok yüksek permittivity veya permeability değerlerine sahip problemlerin modellenmesinde kullanılmalıdır.

Ayrıca, çok ince bir alt tabaka veya tek katmanlı bir radom gibi büyük ancak çok ince bir dielektrik katman için de kullanılabilir. (SEP veya FEM / MoM kullanıldığında çok fazla bilinmeyenle sonuçlanmaktadır)
Genel olarak, formülasyon düşük frekanslarda diğerlerinden daha kararlı olduğu için VEP yöntemi düşük frekanslarda seçilmelidir. MLFMM ile birlikte kullanıldığında, iyi bir yakınsama elde edilir.

Hybrid finite element method / method of moments (FEM/MoM):

Modelde, yüksek permittivity değerine sahip dielektrikler (kabaca 4’ten yüksek) olduğunda veya homojen olmayan dielektrik yapılar için MoM/FEM hibrit yöntemi kullanılmalıdır. Cep telefonu ve insan kafasının bir arada modellendiği, baz istasyonu ve insan modeli için SAR hesaplamalarının yapıldığı problemler veya birkaç dielektrik katmandan oluşan mikroşerit anten yapıları örnek olarak verilebilir. Hesaplama kaynaklarını önemli ölçüde azaltmak için genel olarak model bir kapalı dielektrik hava katmanı (permittivity=1) ile kaplanır.

FEM / MoM için bu teknik, FEKO Example Guide içerisindeki dielektrik rezonatör (DRA) örneğinde kullanılmaktadır.

FEM, sadece ışıma yapmayan metalik problemlerde kendi başına kullanılabilmektedir. FEKO Example Guide içerisindeki (E.2.2 S-Parameter Coupling in a Stepped Waveguide Section (FEM)) buna güzel bir örnektir.

Hybrid finite element method / multilevel fast multipole method (FEM/MLFMM):

FEM/MoM hibrit çözümündeki geometrinin MoM kısmı elektriksel olarak büyük hale geldiğinde veya FEM bölgesinin yüzey alanı elektriksel olarak genişlediğinde FEM/MLFMM yöntemi kullanılabilmektedir. Bu işlem CADFEKO arayüzünde Solver Settings içerisindeki “Solve model with the multilevel fast multipole method (MLFMM)” seçeneği ile aktif hale getirilebilmektedir. Buna örnek olarak, uçak üzerine yerleştirilmiş, dielektrik yapılar içeren bir anten olabilir.

Elbette, FEM/MoM veya FEM/MLFMM’nin benzer miktarda hesaplama kaynağı kullanacağı durumlar olacaktır. Böyle bir durumda iki yöntemden herhangi biri işe yarayacaktır, ancak simetrinin FEM/MoM’de kullanılabileceği unutulmamalıdır. MLFMM çözümü içeren herhangi bir çözüm için yalnızca geometrik simetri kullanılabilmektedir.

Multilevel fast multipole method (MLFMM):

Bu yöntem, FEKO’da elektriksel olarak büyük problemler için tercih edilen yöntemdir. Bu bir asimptotik çözücü değildir ve bu nedenle ileri seviyede kullanıcı tecrübesi gerektirmemektedir. Boyut olarak birkaç dalga boyundan büyük metalik veya düşük permittivity değerine sahip dielektrik problemlerde bu yöntem kullanılabilmektedir. Ghz seviyelerindeki bir araba modeli veya 150 Mhz’deki 100 metrelik bir gemi problemi örnek olarak verilebilir.

Physical optics hybridised with the MoM (MoM/PO):

Bu, yüksek frekans asimptotik çözücülerden biridir. MLFMM için hesaplama kaynakları çok büyük olduğunda, ancak mesh sayısı hala uygun olduğunda seçilir ( (tipik olarak birkaç milyondan fazla değildir). 500 MHz’de 100+ metre uzunluğunda bir gemi veya bir reflektör anten örnek olarak verilebilmektedir.

Physical optics with large element meshing hybridised with the MoM (MoM/LE-PO):

Teknik olarak FEKO’da farklı bir teknik olmasa da, büyük mesh elemanları kullanması, eleman sayısını 5 ila 10 kat azaltarak PO tekniğinin üst sınırını genişlettiği için ayrı olarak ele almaya değmektedir. PO için mesh elemanı boyutu tipik olarak dalga boyunun yaklaşık 1 / 5’i ile 1 / 10’u arasında iken LE-PO yönteminde dalga boyunun 2 katı boyutu kadar ayarlanabilmektedir.

Uniform theory of diffraction hybridised with the MoM (MoM/UTD):

Yüksek frekanslı asimptotik yöntemlerden biridir. MLFMM ve MoM / PO için hesaplama kaynaklarının çok yüksek olması durumunda seçilmektedir. Birkaç GHz’de bir gemi örnek olarak verilebilmektedir. UTD’nin yararı, hesaplama kaynaklarının frekansa (elektrik boyutu) bağlı olmamasıdır.

Ray-launching geometrical optics (RL-GO):

Bu yöntem, elektriksel olarak büyük dielektrik ve metalik problemler için kullanılır. Birkaç GHz’deki bir geminin RCS hesaplamalarında veya lens anten yapılarında kullanılabilmektedir.

Finite difference time domain (FDTD):

Bu teknik, küçük ila orta büyüklükteki geniş bant problemleri için çok uygundur. Sonlu bir dielektrik tabaka üzerindeki mikroşerit devre veya Vivaldi anteni örnek olarak verilebilmektedir.

Uygun Çözücü Nasıl Seçilir?

Hangi tekniğin kullanılacağı her zaman net olmayabilir. Kullanıcılar kararlarını çözüm hızı, bellek kullanımı, doğruluk, model kurulum karmaşıklığı veya uygulama türü gibi faktörlere göre yapabilmektedir. Doğruluk için kullanıcılar tam dalga tekniğiyle başlamak isteyebilir. FEKO’daki tam dalga teknikleri PO, UTD ve RL-GO yöntemleri dışında yukarıdaki tüm çözüm yöntemleridir. Temel problem bellek kullanımı ise ve modeller birkaç dalga boyundan büyükse, kullanıcılar MLFMM, PO, UTD veya RL-GO yöntemlerini seçebilir.

Aşağıdaki tablo karmaşıklık, hesaplama kaynakları ve doğruluk için her tekniği özetlemektedir. Bu tablo, yukarıda verilen uygulama türlerine ve örneklere dayanmaktadır. Asimptotik çözücülerin doğruluğunun genellikle tam dalga tekniklerinden daha düşük olduğu gösterilse de, dikkatli bir şekilde uygulanırsa tam dalga teknikleri kadar doğru sonuçlar verebilmektedir.

Sonuç

Altair FEKO, genel olarak kullanıcıları daha iyi bir teknik kullanıp kullanılamayacağı konusunda uyarmaz, ancak çok özel birkaç durum vardır. Homojen olmayan mesh yapısı, yetersiz bellek durumları, genel modelleme hataları gibi durumlar her zaman uyarı şeklinde verilmektedir. Yeni bir projeye başlamadan önce hangi tekniğin kullanılacağından emin olmayan kullanıcılara FEKO help içerisinde yer alan açıklamaların okunması tavsiye edilmektedir.

Altair Feko eğitim videoları –> İZLEYİN

The post Altair FEKO’da hangi çözüm yönteminin kullanılacağına nasıl karar verilir? appeared first on Blog.

Altair FEKO 2019.3 versiyonundaki yeni özelliklerden bazıları

• CADFEKO ara yüzüne, “component library” eklenmiştir. Standart anten ve platform modellerini içeren kütüphanenin ilk versiyonu 28 adet anten ve 8 adet platform içermektedir. Kütüphane içerisinde yer alan antenlerin boyutları, kullanıcıların çalışmak istediği frekansa göre otomatik olarak ölçeklendirilmektedir. Bakım anlaşmasına sahip kullanıcılarımız anten kütüphanesini ücretsiz kullanabileceklerdir.

• MLFMM ve ACA çözücülerine yönelik performans artışları ve gereksinim duyulan bellek miktarının azaltılmasına yönelik önemli geliştirmeler gerçekleştirilmiştir.

• Çok çekirdekli mimariler için paralel ölçeklendirme performansı (bellek kullanımı ve simülasyon süresi) geliştirilmiştir.

Altair WinProp 2019.3 versiyonundaki yeni özelliklerden bazıları

• 3D’deki yörüngeler, şimdi kentsel senaryolar için de yer üstünde sabit bir yükseklikle sınırlı değil.

• Piksel topografisi zamanla değişen senaryolara dahil edilebilmektedir.

• 5G projeleri için kolay anten oluşturma

Altair FEKO & WinProp 2019.3 kurulum dosyasını ALTAIR CONNECT kullanıcı portalından indirebilirsiniz.

Altair FEKO & WinProp 2019.2 Yeni Özellikler

The post Altair FEKO 2019.3 Yeni Özellikler appeared first on Blog.

Nesnenin saçılma özellikleri, nesnenin elektromanyetik dalgalara maruz kalması durumunda saçılan enerjinin dağılımıyla ilgilidir. Nesnenin şekli, boyutu ve malzemesinin özelliklerine bağlı olarak, gelen dalgalar yansıtılabilir, birden fazla yönde dağılabilir veya nesne tarafından soğurulabilir. Yapıların saçılma özelliklerinin önemli olduğu iki senaryo vardır:
1- Örneğin çarpışma algılama ve önleme sistemleri için “non-cooperative” teknolojiyle nesneleri algılayan sistemler tasarlama
2- Tespit etme yeteneğini arttırma veya engelleme amacıyla nesne tasarlama; örneğin hayalet uçak

Radar Kesit Alan (RCS – Radar Cross Section) analizi nesnenin saçılma özelliklerinin bir ölçümüdür. Gelen ve saçılan dalgaların kısıtlama olmadan değişebileceği yerlerde, belirli bir nesne için saçılan güç yoğunluğunun gelen güç yoğunluğuna oranı radar kesit alan olarak tanımlanır.
ALTAIR FEKO yazılımı, elektromanyetik (EM) dalgaların gelen ve yansıyan bileşenlerini ayırt edebildiğinden saçılma ve RCS hesaplamaları için çok uygundur.

Çözüm Yöntemleri

FEKO‘daki sayısal yöntem çeşitliliği, gerekli detayları araştırmak için modelleri optimize etmeyi mümkün kılmaktadır. Tam dalga metotlarından MLFMM ya da asimptotik yüksek frekans metotlarından fiziksel optik (PO), LE-PO ve RL-GO nesneden saçılan alanı modellemek için kullanılabilirler. Bu yöntemlerin hepsi, araştırılan nesneyi modellemek için kullanılacak özel malzemelere (örneğin anizotropik karbon elyafı) uygundur.

MLFMM tam dalga saçılma analizlerinde etkili bir yöntemdir. Bir açı aralığında monostatik RCS hesaplaması yapılırken yakınsamayı hızlandırmak için yinelemeli bir çözüm başlatılır.

Nesneler elektriksel olarak büyüdüğünde MLFMM için gereken hesaplama süresi ve donanım ihtiyacı da fazla olacaktır. Bu gibi durumlarda fiziksel optik (PO) veya ışın yaklaşımlı geometrik optik (RL-GO) kullanılabilir. Çoklu yansımaların olmadığı durumlarda, LE-PO son derece etkili bir çözüm sunar.

Radar Kesit Alanı Verilerinin Standart Gösterimi

Radar Kesit Alanı verilerini POSTFEKO’da görüntülemek için bilinen standart gösterimler kullanılabilir. Bu görüntüler, fiziki bakış açısı kazanmak, operasyonel teorileri geliştirmek, radar ve algılama kabiliyeti perspektiflerinden teknolojiyi arındırmak için kullanışlıdır. Standart görselleştirme örnekleri arasında şunlar bulunur:
– Bir cisim saçılma özelliklerine fiziksel bilgi kazandırmaya yardımcı olan RCS’nin üç boyutlu gösterimleri.
– Ayrıntılı RCS seviyelerinin gözden geçirilmesi ve diğer nesnelerin RCS ile karşılaştırılması için 2D kartezyen veya kutupsal çizimler.

Radar Kesit Alanı Verilerinin Gelişmiş Gösterimi

Radar mühendisleri, çoğunlukla RCS verisinin daha gelişmiş gösterimlerini ararlar:
– Olasılık yoğunluk fonksiyonları: Elektromanyetik dalganın geliş açısı bilinmediğinde, bir hedefin olası radar kesit alanı araştırılır
– Yoğunluk çizimleri: Gelen dalganın hem azimut hem de yükselme açılarını tarayan RCS büyüklüğü. Hedefin hangi perspektifte en büyük RCS’ye sahip olduğu hemen belirlenir.
– Ters Yapay Açıklıklı Radar (ISAR): RCS’nin, nesnenin üzerindeki saçılmanın nereden kaynaklandığını belirleyerek hedeflerin tanımlanmasına yardımcı olacak şekilde görüntü oluşturan sonuç gösterimidir.

POSTFEKO’nun güçlü sonuçları görüntüleme araçları ve kullanıcıların FEKO’nun script dili olan Lua ile hazırlanmış makroların kullanımı, tüm bu gelişmiş saçılma görünümlerinin elde edilmesini sağlar. Örneğin, sonuçların görüntülenmesiyle elde edilen veriler dar bir frekans bandı ve dalga geliş açısı tanımlanarak Lua scripti ile ISAR görüntüsünü oluşturmak için kullanılabilir; ISAR görüntüsünün nesnenin gerçek geometrisiyle ilişkisini araştırmak için gerçek hedef üzerine bindirilebilir. Bu görüntüler daha sonra, örnek model veya karmaşık ölçüm ve test etme ekipmanı üzerinde büyük miktarda para harcamak zorunda kalmadan, hedef tanıma radar sistemleri için algılama algoritmaları tasarlamakta ve eğitmekte kullanılabilir.

Altair Feko eğitim videoları –> İZLEYİN

FEKO Kullanıcıları için Altair HyperWorks Eğitim Videoları –> İZLEYİN

The post Radar Kesit Alanı Simülasyonu appeared first on Blog.

Otomotiv radarlarının performansı diğer değişkenlere de bağlı olmakla birlikte en çok, antenin performansından etkilenir. Bu yüzden antenin tasarımı belirlenen kazanç faktörü, huzme genişliği, yan lob gereksinimlerini karşılayacak kalitede yapılmalı, aynı zamanda antenin araca entegrasyonu aşamasında da bu gereksinimlerin karşılandığına, örneğin radom ve araç tamponunun etkisine dikkat edilmelidir.

Anten Tasarımı
Otomotiv radar sistemlerinde, milimetre dalga boylarında en sık kullanılan anten çeşidi yüksek kazançlı di-elektrik lens antenlerdir. 77 GHz frekansında çalışan di-elektrik lens antenler uzun mesafe hız kontrolü amacıyla kullanılırlar. Genel olarak alıcı – verici zinciri aynı anten üzerinde bulunur.

FEKO yazılımı, bu tip dizi antenlerin tasarımı ve optimizasyonu için birden fazla nümerik çözüm ve yöntem sunmaktadır. MoM ve MLFMM metotlarıyla hızlıca antenin simülasyonu gerçekleştirilebilir. Aynı zamanda FEKO yazılımında bulunan Finite Array Tool (Sonlu Dizi Aracı) ile tasarımı yapılan anten, kolayca dizi haline getirilebilir ve performansı incelenebilir.

Bu problemi daha az donanım ihtiyacıyla ve daha hızlı çözdürebilmek için RL-GO (Ray Launch Geometrik Optic) veya diğer adıyla Shooting and Bouncing Ray Method (Seken ışın yöntemi) kullanılabilir. RL-GO metodu bir yüksek frekans asimptotik çözüm yöntemidir ve ışın tabanlı bir metottur. Ele alınan problemin çalışma frekansı ve boyutu düşünüldüğünde, ışın tabanlı asimptotik tekniklerin kullanımına uygun bir model olduğu görülebilir.
Aynı zamanda, model ayrıştırma (Model De-Composition) tekniği sayesinde daha önceden elde edilen, antene ait Near Field ve Far Field sonuçları, araç tamponunun modelleneceği probleme nokta kaynak yaklaşımıyla aktarılır. Böylece karmaşık anten geometrisinin, çözüm süresine ve donanım ihtiyacına getireceği yük azaltılmış olur.

FEKO uzmanları tarafından gerçekleştirilen “Otomotiv radar tasarımı ve entegrasyonu” başlıklı web seminer kaydını aşağıdaki bağlantı adresinden izleyebilirsiniz.
http://web2.altairhyperworks.com/feko-webinar-automotive-radars

The post Otomobil Radarları için Anten Tasarımı ve Platform Üzerine Entegrasyonu appeared first on Blog.