Das folgende Beispiel veranschaulicht die Fähigkeiten von XGtd, Geometrien aus CAD-Dateien zu importieren und die Empfangsleistung und Fernzonen-Antennengewinnmuster für einen Sender zu berechnen, der sich im Frachtraum des Space Shuttles befindet.
Geometrie des Shuttles
Die Geometrie des Shuttles wurde aus einer DXF-Datei in XGtd importiert. Das Shuttle wurde in XGtd gedreht, um die Geometrie entlang der y-Achse des Projekts (grün) auszurichten. Die blauen und gelesenen Pfeile in der Abbildung unten stellen die z- bzw. x-Achse dar.
Das Shuttle-Modell in Abbildung 1 enthielt ursprünglich etwa 13.000 Flächen. Obwohl XGtd-Projekte bis zu 32.000 Flächen enthalten können, enthalten CAD-Dateien in der Regel zu viele Details, die die Berechnungszeit verlängern können, ohne die Genauigkeit der Ergebnisse wesentlich zu verbessern.
Definition der Antenne
Der Sender wurde mit einer horizontal polarisierten, idealen Dipolantenne modelliert. Um die Antennendiagramme zu überprüfen, können 2D-Schnittebenen und vollständige 3D-Diagramme des Antennengewinns erstellt werden. Das Antennendiagramm des Dipols kann im Eigenschaftenfenster der Antenne angezeigt werden (siehe Abbildung 4 oder in der Projektansicht von XGtd).
Abbildung 4
Platzierung von Sende- und Empfangspunkten im Projekt
Mit einer definierten Antenne und Wellenform können die Sender und Empfänger dem Projekt hinzugefügt werden. Die Sendeantenne wurde in der Mitte der Shuttle-Bucht platziert, wie in Abbildung 5 dargestellt. Ein Bogen von Empfängern und eine vertikale Fläche von Empfängern wurden dem Projekt hinzugefügt, um die Streuung der Energie vom Shuttle und den Buchttüren zu untersuchen.
Das Antennendiagramm eines beliebigen Sender- oder Empfängerpunkts im Projekt kann in der Projektansicht angezeigt werden (Abbildung 6). Die Anzeige der Antennendiagramme bietet eine visuelle Rückmeldung, die sicherstellt, dass die Antennen in der gewünschten Richtung im Verhältnis zur Projektgeometrie ausgerichtet sind. Der horizontale Dipol wurde im Frachtraum so ausgerichtet, dass die Nullpunkte des Dipols mit der Länge des Shuttles übereinstimmen.
Definition des Untersuchungsgebiets und Parameter
Nach der Erstellung der Sender- und Empfängersätze wurden alle Merkmale, Sender und Empfänger des Projekts in ein automatisch begrenztes Studiengebiet eingeschlossen. Die Ausbreitung in der Nähe des Shuttles wurde mithilfe des vollständigen 3D-Ausbreitungsmodells von XGtd modelliert. Die maximale Anzahl der Reflexionen wurde auf 2 und die maximale Anzahl der Beugungen auf 3 im Fenster Eigenschaften des Untersuchungsgebiets festgelegt (Abbildung 7).
Ausführen der Berechnung und Anzeigen der Ergebnisse
Die Berechnung wurde mit einem 2,66 GHz Xeon-Prozessor durchgeführt und in knapp 2 Stunden abgeschlossen. Nach Abschluss der Berechnung können die Ergebnisse in der Projektansicht von XGtd gezeichnet oder angezeigt werden. Abbildung 9 zeigt die berechnete Empfangsleistung für das vertikale Empfängergitter, das das Shuttle schneidet. Wie erwartet blockieren der Shuttle-Körper und die offenen Schachttüren den größten Teil der Energie, die den Bereich unterhalb des Shuttles erreicht.
Abbildung 9
Die Ausbreitungswege zwischen dem Sender und den Empfängern im Projekt können direkt in der Projektansicht betrachtet werden (Abbildung 10. Die Untersuchung der Pfade zu einem bestimmten Empfängerpunkt bietet dem Benutzer eine schnelle Methode zum Verständnis der Signalausbreitung zwischen zwei Punkten. Abbildung 11 zeigt die Strahlenpfade vom Sender zu einem Punkt auf dem Bogen der Empfänger. Die Strahlen beinhalten eine Sichtlinie, Beugungen von der Kante der Buchttüren und Strahlen, die vom Körper des Shuttles reflektiert werden.
Die berechneten Ergebnisse des Antennengewinns in der Fernzone können über die Benutzeroberfläche von XGtd in Polardiagrammen dargestellt werden. In Abbildung 12 ist der Antennengewinn in der XZ-Ebene dargestellt. In dieser Darstellung entspricht theta = 0 der z-Achse. Das Fernzonenmuster zeigt konstruktive und destruktive Interferenzen entlang der z-Achse. Der Gewinn nimmt im Schattenbereich schnell ab.