pour ouvrir le manuel d`utilisation de Ieros
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1. IEE A www ieea fr 1 IEROS MANUEL D UTILISATION 0 INTRODUCTION Les quations qui r gissent la propagation des ondes acoustiques lectromagn tiques ou lastiques dans des milieux homog nes et isotropes sont invariantes par rotation Il s ensuit qu un probl me dans lequel la g om trie c est dire les surfaces de s paration entre deux milieux poss de la sym trie de r volution autour d un axe OZ peut se d composer en autant de probl mes ind pendants dans chaque sous espace propre des op rateurs de rotation autour de Oz Si les sources ont une d pendance azimutale en exp in V o n est un entier il en est de m me des champs de plus les quations sont invariantes par parit de sorte que le sous probl me de nombre azimutal n se d compose son tour en deux sous probl mes dans lesquels chaque champ a une d pendance azimutale en COsn ou en sinn selon une combinaison qui d pend de la parit intrins que des champs Naturellement cette s paration est relative un choix de l origine des azimuts lorsqu on en change les nouvelles solutions de parit donn e sont des combinaisons lin aires des deux anciennes La d composition des probl mes se fait par analyse de Fourier de l ensemble des variables selon l angle azimutal Les quations int grales qui donnent la solution des probl mes de rayonnement et de diffusion portent alors sur des fonctions inconnues d une seule variable s2. par rotation de ces trois vecteurs soit cos de sin de p sin de cos ve 1 1 Un vecteur se d compose en une partie longitudinale situ e dans le plan m ridien et une partie transverse ou azimutale La polarisation de l onde guid e ou de l onde plane excitatrice est suppos e lin aire le plan de polarisation lectrique est celui o la composante radiale du champ lectrique de cette onde est maximum Par convention dans IEROS pour n 1 le plan m ridien origine d azimut nul est le plan H plan de sym trie pour le champ magn tique sauf pour le nombre azimutal nul Donc les composantes longitudinales de H sont en COS la composante transverse en Sin les composantes longitudinales de E sont en Sin la composante transverse en COS pour n Q c est l inverse pour n 1 sur une surface de r volution o l abscisse curviligne le long de la m ridienne est not e s les champs ont l expression suivante E s 0 E s sin By E s cos d6 E s sin v H s 0 H s cos de H s sin de H s cos de 1 2 2 sin j cos ra l ya E s E g cosd d H n 8 H p sino do R F0 2 sin R F0 k cos 3 3 3 3 Les courants lectriques resp magn tiques ont le m me d veloppement que les champs de m me type Notations et unit s Les courants et les champs sont en unit s SI Pour l excitation par un guide d onde le champ incident sur la sec
3. agramme de champ lointain calcul de rayonnement en champ proche calcul des pertes ohmiques postprocessing seulement partir du fichier courants txt calcul de la r flexion du champ rayonn par les courants sur une parabole utilise un fichier de donn es suppl mentaire reflecteur txt 3 2 Cas de calcul Telecom rayonnement d un cornet deux fr quences la fr quence basse le cornet est monomode la fr quence double il est bimode Sphere_pc diffraction d une onde plane de direction axiale par une sph re conductrice SER bistatique JINA_C m me chose avec une sph re vid e entour e d une enveloppe di lectrique m tallis e sur l h misph re arri re
4. bitraire Liste des mots cl s avec exemples de donn es frequency 1 nombre azimutal 1 e10 0 LT fr quence incr ment nombre de fr quences medium 2 Inum ro de milieu Truc nom du milieu non utilis 2 0 permittivit lectrique relative 1 0 perm abilit magn tique relative interface 11 num ro de code de l interface PC type d interface non utilis EFIE quation utilis e pour cette interface O 1l num ros des milieux droite et gauche de l interface planewave 1 num ro du milieu o arrive l onde plane 0 angle de la direction d arriv e avec Oz 0 angle de polarisation 1 amplitude du champ E l origine des coordonn es section 1 nujm ro de la section de guide 2 code interface de la section 0 3466667 rayon du guide ou rayon de la calotte sph rique 0 coordonn e z de la section 0 angle d ouverture pour une section sph rique 05 pas de discr tisation sur la section mode 1 1 pour TE 2 pour TM 1 num ro de racine 1 num ro de la section huygens 1 diagramme champ lointain hornfarfield119 nom du fichier contenant le diagramme 0 coordonn e z de l origine du diagramme diagramme 0 5 361 Excursion de teta debut pas nombre de points 0 45 3 Excursion de phi debut pas nombre de points IE E A point sont www ieea fr 7 nearfield 1 non utilis 1 non utilis 0 1 0 444 48 d
5. but de grille en x y non utilis z 2 O0 0 dx dy non utilis dz 95 0 0 nx ny non utilis nz blocs 90000 taille des blocs pour la r solution du syst me 16 nombre maximum de blocs 2 2 2 fichier chaine txt Les formes pr d finies sont rep r es par des mots cl s suite sphere guide parabole horn gaussian read 10 mot_cle attach si la variable enti re attach vaut 1 un segment est cr allant du dernier pr c dent au premier point de la nouvelle forme et a la m me interface que lui Pour les courbes nseg est le nombre de segments de droite qu on utilise pour les approximer Les donn es sphere rayon z_centre angl ang2 nseg angl et ang sont les angles au centre compt s partir de Oz en degr s des deux extr mit s parabole rayon Z_sommet focale nseg suite x npts 1 Z npts 1 coordonn es du point suivant guide rayon longueur z_init horn donn es pour un cornet corrugu gaussian donn es pour un cornet gaussien maillage nom d un fichier nommaillage msh dont les points seront concat n s aux pr c dents 2 2 3 fichier genere txt Le fichier genere txt contient Ligne 1 pas de discr tisation Ligne 2 nombre de points nombre d l ments Pour chaque point num ro coordonn e radiale coordonn e axiale Pour chaque l ment num ro num ro du point origine num ro du point extr mit code interface 2 2 4 fichier maillage msh Le fichier mai
6. e r flecteur sont lues dans le fichier reflecteur txt 21 champ_ sections calcule le champ proche sur une ou plusieurs sections planes ou sph riques ou d finies par points et produit un fichier chrishuyg txt de courants de Huygens sur ces surfaces Les donn es sont lues dans un fichier sections txt Pour les sections sph riques on calcule galement la d composition du champ suivant les modes hybrides HEnm et EHnm Apr s 10 on est dans une boucle sur la fr quence de travail La sauvegarde de la solution courants et le calcul des pertes ohmiques sont faits dans le programme principal 2 2 fichiers d entr e Les options et le nom du dossier contenant les fichiers d entr e et destin recevoir les fichiers de sortie sont entr s sur la ligne de commande Le fichier data txt contient les donn es sur les milieux les interfaces et les fr quences de calcul et celles qui se rapportent aux diverses options de calcul IEE A www ieea fr 6 Le fichier chaine txt contient les donn es des arcs de forme pr d finie S il existe un fichier de ce nom il est utilis pour fabriquer le fichier genere txt partir duquel est fabriqu le fichier mai llage msh des points et des l ments Si genere txt n existe pas on lit directement le fichier maillage msh 2 2 1 fichier data txt Il contient une suite d ensembles de donn es introduits par un mot cl pr c d de plac s dans un ordre ar
7. l abscisse curviligne du point courant de la m ridienne d une surface de s paration on n a donc besoin pour les r soudre que de discr tiser des courbes et non des surfaces Le code IEROS fonctionne en r gime harmonique Il r sout un syst me d quations int grales qui fournit les sources secondaires r sultant de l excitation donn e Il calcule le rapport d onde stationnaire ou la matrice S les courants quivalents sur les dioptres les diagrammes de champ lointain et le champ proche sur des surfaces choisies par l utilisateur Les excitations sont de trois types par guide d onde mono ou multi mode par onde plane ou par surface de Huygens surface entourant la structure sur laquelle les champs sont donn s Pour les ondes planes seule la composante de nombre azimutal 1 est calcul e ce qui ne donne le r sultat complet que pour l incidence axiale IEE A www ieea fr 2 1 DEFINITIONS ET CONVENTIONS Choix des axes Dans chaque ex cution de IEROS le nombre azimutal n est fix Actuellement 0 ou 1 L axe de r volution est Oz La coordonn e radiale est p la coordonn e azimutale On choisit un tri dre cart sien dont le troisi me vecteur de base est le vecteur unitaire port par l axe de r volution Oz et le premier est dans le plan origine des azimuts Ainsi dans le plan d azimut les vecteurs du rep re attach un point en coordonn es cylindriques sont les transform s
8. les d crivent 8 ouv_modes s il y a excitation par modes guid s produit les arcs correspondant aux sections de guide 9 SourceHuygens lit les fichiers de courants de Huygens ou de champ lointain 10 meridienne produit le vecteur qui contient l ensemble des segments 11 meridscale transpose les longueurs en unit de longueur d onde 12 coumode s il y a excitation par modes guid s calcule les courants associ s aux modes sur les sections de guide 13 rhs calcule les seconds membres du syst me un pour chaque excitation par onde plane champ lointain ou surface de Huygens deux pour chaque mode guid 14 systeme calcul et factorisation LU de la matrice du syst me 15 solution r solution du syst me produisant pour chaque second membre un ensemble de courants sur les surfaces mat rielles 16 matrice_S s il y a excitation par modes guid s calcule la matrice S et en d duit les courants sur les surfaces mat rielles et sections de guide qui sont la solution du probl me 17 Kirchhoff est appel la place de 14 et 15 si on est dans l option optique physique pour toutes les surfaces suppos es p c 18 farfield calcule le diagramme en champ lointain 19 champ_ proche calcule le champ proche sur une grille dans le plan m ridien 20 reflectorPO calcule en optique physique le diagramme rayonn par un r flecteur parabolique illumin en champ proche par les courants de la solution obtenue Les donn es sur l
9. llage msh contient Ligne 1 nombre de points nombre d l ments Pour chaque point num ro coordonn e radiale coordonn e axiale Pour chaque l ment num ro num ro du point origine num ro du point extr mit code interface 2 3 fichiers de sortie Les fichiers de r sultats proprement dit sont les trois premiers Matrice_S txt l ments de la matrice S return loss diag txt angle plan E module en dB phase plan H id x polar dB proportion de l nergie rayonn e dans l angle solide IEE A www ieea fr Courants txt Courants bin mat_modes txt diario txt rhs txt Pour chaque segment Num ro module de JL module de JT module de KL module de KT J courant lectrique K courant magn tique Pertes ohmiques Pour chaque segment JL JT complexes contr le des calculs de mode contr le de la g om trie seconds membres IEE A www ieea fr 3 EXEMPLES 3 1 options du programme Elles sont lues dans un ordre quelconque sur la ligne de commande s par es par des blancs avant le nom du dossier de cas calcul de la matrice du syst me d quations int grales qui r sulte des diff rentes surfaces mat rielles de leurs interactions et des m thodes de calcul associ es chacune EFIE MFIE IE OP lecture de cette matrice sur un fichier binaire criture de cette matrice sur un fichier binaire solution optique physique calcul du di
10. sive d un ou plusieurs modes guid s dans le troisi me il porte des courants quivalents donn s qui constituent une source primaire Les variables calcul es par Ieros sont des champs et courants de surface lectriques en V m ou magn tiques en A m Implicitement les longueurs sont en m les fr quences en Hz etc Du fait de l invariance d chelle des quations pour les besoins du calcul toutes les longueurs sont exprim es chaque fr quence de travail en longueurs d onde Si les donn es de longueur sont dans une unit diff rente du m tre il suffit d appliquer la fr quence de travail le facteur d chelle pertinent 3 1 organigramme Le programme principal effectue en s quence les appels de sous programmes suivants dont certains sont optionnels 1 OptionsProgramme Lit la ligne de commande 2 Param tres Lit le fichier de param tres data txt 3 Profil Lit s il existe le fichier chaine txt Produit un fichier genere txt 4 Genere Lit s il existe le fichier genere txt IEE A wwWw ieea fr 5 Produit un fichier maillage msh 5 Mixmsh Lit s il existe le fichier mixmaillage msh et le fichier maillage msh Produit un nouveau fichier maillage msh 6 CompteElements examine les fichiers d entr e pour dimensionner le diff rents vecteurs 7 msh lit le fichier de maillage maillage msh qui contient les donn es relatives aux surfaces de s paration mat rielles et produit les arcs qui
11. tion d entr e du guide correspond un flux de puissance de 1 W lorsque la longueur d onde est de 1 m c est dire un flux de puissance en W gal au carr de la longueur d onde exprim e en m Dans un probl me sym trie de r volution l indice L d signe les composantes situ es dans le plan m ridien l indice T la composante azimutale ou transverse IEE A www ieea fr 3 Pour la r solution du syst me les calculs sont effectu s en coordonn es r duites pour la longueur d onde dans le vide correspondant la fr quence de travail La discr tisation est plus serr e en termes de longueur d onde du milieu dans les autres milieux Dans l excitation par un guide d onde les courants quivalents sur la section du guide suppos e dans le vide correspondent un flux de puissance de 1 W IEE A www ieea fr 4 2 ARCHITECTURE DU CODE Les donn es de Ieros consistent en une g om trie ensemble de surfaces d crites par leurs m ridiennes et s parant des milieux de propagation homog nes une ou plusieurs sources guides ondes planes ou courants sur des surfaces de Huygens et une liste de commandes Avec la description de la g om trie figure l indication de la m thode de calcul utiliser pour d terminer les inconnues du probl me courants quivalents sur les diff rentes surfaces qui peut varier selon la surface EFIE MFIE IE combinaison des deux OP Lorsq
12. ue c figure dans la liste de commandes le code g n re la matrice du syst me 2 0 structures et variables Un milieu type milieu est d fini par ses constantes lectriques un num ro compris entre 1 et 5 et un nom Un m me milieu physique peut avoir plusieurs num ros chaque num ro correspondant une seule composante connexe Une composante connexe au plus est suppos e tre non born e elle a le num ro 1 Une interface type boundary est d finie par un num ro deux milieux et une m thode Un segment type segment est un arc de m ridienne rectiligne orient dont les attributs sont les coordonn es du point m dian la longueur les cosinus directeurs les num ros du milieu de droite et du milieu de gauche celui de la m thode utiliser pour calculer les courants sur ce segment le num ro de l arc auquel il appartient le nombre de composantes de courants deux si l interface est conductrice quatre sinon sauf pour n Q o il faut diviser par deux Un arc type surface est un ensemble de segments qui se suivent et s parent les m mes milieux il lui est associ un num ro d interface donc des milieux et une m thode Un arc a trois natures possibles mat rielle si les deux milieux sont diff rents section de guide ou surface de Huygens Dans le premier cas il porte des courants quivalents d terminer dans le second il porte une combinaison d terminer de l onde progressive et de londe r gres
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