本示例考虑的是位于金属盒顶部的 0.125 米单极天线的远区天线增益模式。
本示例考虑了位于金属盒顶部的 0.125 米单极天线的远区天线增益模式。XGtd的结果与有限差分时域 (FDTD)计算结果进行了比较。图 1 显示了 XGtd 对问题几何形状的表示。
表 1 总结了 XGtd 和 FDTD 模拟中使用的箱体尺寸和发射器位置。由于 FDTD 方法使用偏移网格来计算电场和磁场，因此箱体尺寸有所不同。偏移实际上增加了建模对象的尺寸。为此，XGtd 中金属盒的尺寸增加了 FDTD 单元尺寸的一半。偏移也会影响发射器在金属盒顶面的位置。在 FDTD 计算中，单元间距为 25 毫米（600 MHz 时每个波长 20 个单元）。在两次模拟中，金属盒的材料属性都被设定为完美导体，并使用 600 MHz 正弦信号作为发射信号。
表 1：金属箱尺寸
远区天线增益模式
XGtd 和 FDTD 都能计算恒定极角（θ）或方位角（phi）圆的远区天线增益模式，其中θ 角和 phi 角由图 2 所示的传统球面坐标系定义。
FDTD 远区结果是使用 25 毫米的单元间距和 1500 倍的总步长生成的。XGtd 结果是使用全三维模型计算的，其中有 1 次反射和 2 次衍射。表 2 比较了每种方法在 2.6 GHz 英特尔至强处理器上的运行时间。
表 2：XGtd 和 FDTD 运行时间比较
图 3、图 4 和图 5 比较了方位角 phi = 0°和 phi = 90°不变以及极角 theta = 90°不变时的远区图案。
XGtd 的结果与 FDTD 的结果基本吻合。在 phi 切割平面的视线区域（图 3 和图 4），两种方法的结果相吻合。图 3 中的 XGtd 结果在 theta = 135° 附近与 FDTD 解算结果略有偏差，但总体而言，增益的大小以及峰值和负值的位置是一致的。phi = 90° 切割面的远区图案显示，每种方法在阴影区域的一致性都特别好。对于 theta = 90° 切割面，XGtd 和 FDTD 的结果都给出了全向图案。
