Документация

Параметры диапазона частот

Задайте рабочую частоту, аналитическую пропускную способность и вычислите длину волны в свободном пространстве.

freq = 800e6;
c = physconst('lightspeed');
lambda = c/freq;
BW_frac = .1;
fmin = freq - BW_frac*freq;
fmax = freq + BW_frac*freq;

Создайте два идентичных диполя

Используйте дипольный элемент антенны от библиотеки Antenna Toolbox™ и создайте 2 идентичных тонких диполя длины.

d1 = dipole('Length',lambda/2,'Width',lambda/200);
d2 = dipole('Length',lambda/2,'Width',lambda/200);

Постройте входной коэффициент отражения изолированного диполя

Вычислите входной коэффициент отражения изолированного диполя и постройте его, чтобы подтвердить отсутствие подобранности импедансов на уровне 800 МГц.

Numfreq = 101;
f = linspace(fmin,fmax,Numfreq);
S = sparameters(d1,f);
DipoleS11Fig = figure;
rfplot(S,1,1)
title('Reflection Coefficient')

Создайте двухэлементный массив

Создайте двухэлементную систему разнообразия антенны и расположите эти 2 антенны независимо 5.

range = 5*lambda;
l = linearArray;
l.Element = [d1 d2];
l.ElementSpacing = range;
show(l)
view(-80,4)

Передаточная функция степени

Вычислите и постройте передаточную функцию степени (S21 в дБ) для двух антенн. Для этого вычислите рассеивающиеся параметры для системы и постройте S21 по целому частотному диапазону.

S = sparameters(l,f);
ArrayS21Fig = figure;
rfplot(S,2,1)
title('Power Transfer Function')

Пик ответа ясно не на уровне 800 МГц. Кроме того, отметьте потерю в силе сигнала из-за затухания в свободном пространстве.

Отличайтесь ориентация в пространстве диполя

Передача степени между этими двумя антеннами может теперь быть исследована как функция ориентации антенны. Коэффициент корреляции используется в системах MIMO, чтобы определить количество производительности системы. Существуют два подхода, чтобы вычислить коэффициент корреляции; использование поведения далекого поля и использование S-параметров. Полевой подход включает численное интегрирование. Вычисление, предложенное в этом примере, использует функциональную корреляцию, доступную в Antenna Toolbox™ и на основе подхода S-параметров [1]. Путем вращения одной антенны, расположенной на положительной оси X, мы изменяем ее направление поляризации и находим корреляцию

numpos = 101;
orientation = linspace(0,90,numpos);
S21_TiltdB = nan(1,numel(orientation));
Corr_TiltdB = nan(1,numel(orientation));
fig1 = figure;
for i = 1:numel(orientation)
    d2.Tilt = orientation(i);
    l.Element(2) = d2;
    S = sparameters(l,freq);
    Corr = correlation(l,freq,1,2);
    S21_TiltdB = 20*log10(abs(S.Parameters(2,1,1)));
    Corr_TiltdB(i) = 20*log10(Corr);
    figure(fig1);
    plot(orientation,S21_TiltdB,orientation,Corr_TiltdB,'LineWidth',2)
    grid on
    axis([min(orientation) max(orientation) -65 -20]);
    xlabel('Tilt variation on 2nd dipole (deg.)')
    ylabel('Magnitude (dB)')
    title('Correlation, S_2_1  Variation with Polarization')
    drawnow
end
legend('S_2_1','Correlation');

Мы замечаем, что передаточная функция степени и функция корреляции между этими двумя антеннами идентичны, когда ориентация антенны изменяется для одного из диполей.

Отличайтесь располагая с интервалами между антеннами

Восстановите оба диполя так, чтобы они были параллельны друг другу. Запустите подобный анализ путем изменения интервала между этими 2 элементами.

d2.Tilt = 0;
l.Element = [d1 d2];
Nrange = 201;
Rmin = 0.001*lambda;
Rmax = 2.5*lambda;
range = linspace(Rmin,Rmax,Nrange);
S21_RangedB = nan(1,Nrange);
Corr_RangedB = nan(1,Nrange);
fig2 = figure;
for i = 1:Nrange
    l.ElementSpacing = range(i);
    S = sparameters(l,freq);
    Corr = correlation(l,freq,1,2);
    S21_RangedB(i)= 20*log10(abs(S.Parameters(2,1,1)));
    Corr_RangedB(i)= 20*log10(Corr);
    figure(fig2);
    plot(range./lambda,S21_RangedB,range./lambda,Corr_RangedB,'--','LineWidth',2)
    grid on
    axis([min(range./lambda) max(range./lambda) -50 0]);
    xlabel('Distance of separation, d/\lambda')
    ylabel('Magnitude (dB)')
    title('Correlation, S_2_1 Variation with Range')
    drawnow
    hold off
end
legend('S_2_1','Correlation');

2 кривые явно отличаются в своем поведении, когда разделительное расстояние между двумя антеннами увеличивается. Этот график показывает долины корреляции, которые существуют при определенных разделениях, таких как приблизительно 0,75, 1.25, 1.75, и 2.25.

Проверяйте частотную характеристику корреляции

Выберите разделение, чтобы быть 1.25, который является одной из долин корреляции. Анализируйте изменение корреляции для 10%-й пропускной способности, сосредоточенной на уровне 800 МГц.

Rpick = 1.25*lambda;
f = linspace(fmin,fmax,Numfreq);
l.ElementSpacing = Rpick;
Corr_PickdB = 20.*log10(correlation(l,f,1,2));
fig2 = figure;
plot(f./1e9,Corr_TiltdB,'LineWidth',2)
grid on
axis([min(f./1e9) max(f./1e9) -65 0]);
xlabel('Frequency (GHz)')
ylabel('Magnitude (dB)')
title('Correlation Variation with Frequency')

Результаты анализа показывают, что эти две антенны имеют корреляцию ниже 30 дБ по заданной полосе.

Ссылка

[1] С. Бланш, Дж. Ромеу и я. Corbella, "Точное представление системной производительности разнообразия антенны из входного описания параметра", Электрон. Латыш., издание 39, стр 705-707, май 2003. Онлайн в: http://upcommons.upc.edu/e-prints/bitstream/2117/10272/4/ExactRepresentationAntenna.pdf