Этот пост рассказывает об электромагнитном симуляторе с открытым исходным кодом openEMS. Автор проекта — Thorsten Liebig (Германия, университет Дуйсбург-Эссен). Сайт проекта — openems.de. Репозиторий на Гитхабе: github.com/thliebig/openEMS-Project. Симулятор является кроссплатформенным и работает под Linux и Windows.

Когда я впервые увидел этот проект, то не поверил, что такое может быть создано. Создание электромагнитного симулятора представляет собой достаточно-трудоемкую задачу, и раньше я думал, что такое не под силу open-source сообществу. Тем не менее openEMS опровергает это представление. Это полноценный электромагнитный симулятор. Конечно, он не дотягивает до уровня HFSS, но это уже весьма достойный результат.

Здесь изображен пример использования симулятора. Это диаграмма направленности рупорной антенны на частоту 15 ГГц, полученная при помощи openEMS.

В прошлой части было рассказано как установить и настроить open-source электромагнитный симулятор openEMS . Теперь можно переходить к моделированию. Как производить моделирование ЭМВ при помощи openEMS и Octave будет рассказано в этой статье.

Мы будем моделировать процесс распространения электромагнитной волны (ЭМВ) между двумя параллельными металлическим пластинами.

Конфигурация объекта показана на рисунке. Предполагается прямоугольный источник ЭМВ, от которого ЭМВ распространяется в обе стороны.



Под катом приведён построчный разбор скрипта для моделирования такого объекта.

В предыдущей части было рассказано как промоделировать распространение ЭМВ при помощи симулятора
openEMS. Теперь рассмотрим как рассчитать что-либо полезное. Промоделируем дипольную полуволновую антенну на частоту 500 МГц. Будет рассмотрено моделирование в частотной области и моделирование диаграммы направленности (ДН) антенны. Схема данной антенны показана на рисунке.



Дипольная антенна состоит из двух лучей, каждый из которых имеет длину равную 1/4 волны для резонансной частоты. Запитывается антенна из центра. Антенна имеет сопротивление на чатоте резонанса, равное приблизительно 75 Ом и дигарамму направленности в форме тора. Подробнее о теории работы дипольной антенны можно прочитать, например, в учебнике Айзенберга или Белоцерковского. Эти результаты мы и должны получить после моделирования.

Под катом приведён скрипт с моделью дипольной антенны с построчным разбором. Предполагается, что читатель знаком с основами Matlab/Octave, электротехники и теории антенн (знает что такое комплексное сопротивление, S-параметры и КСВ).