Этот пример показывает, как визуализировать далекие поля для антенн и антенных решеток. Диаграммы направленности могут быть построены в Antenna Toolbox™ с помощью функции pattern. Пример объясняет различные варианты, доступные в функции шаблона.
Создайте антенну Яги-Uda в настройке по умолчанию.
ant = yagiUda; show(ant);
Чтобы построить диаграмму направленности антенны, задайте частоту, на которой должны быть отображены на графике данные. Если никакие углы не обеспечиваются, интервал азимута 5 градусов между-180 до 180 градусов и интервала повышения 5 градусов от-90 до 90 градусов, соответственно, принят. По умолчанию 3D направленность антенны построена выраженная в децибелах.
freq = 300e6; pattern(ant, freq);
Список в левом верхнем угле окна рисунка предоставляет дополнительную подробную информацию, такую как минимальные и максимальные значения количества, которое будет построено, а также область значений углов, где данные отображены на графике. В левом нижнем углу существует вставка антенны. Вращение диаграммы направленности вращает антенну также. Чтобы удалить изображение антенны из графика, отменяйте кнопку Show Antenna.
По умолчанию функциональный шаблон строит полную направленность. Чтобы построить направленность отдельных полевых компонентов отдельно, используйте флаг Polarization. Доступные опции являются направленностью азимутального электрического поля (H), направленностью электрического поля повышения (V), Круговой поляризации, выполненной правой рукой, (RHCP) и компонентов Левой круговой поляризации (LHCP) электрического поля. График ниже показов направленность азимутального компонента электрического поля.
pattern(ant, freq, 'Polarization', 'H');
Отдельные срезы направленности могут быть построены с помощью полярного или прямоугольного графика, чтобы дать лучшее понимание того, как поле отличается по различным плоскостям. График ниже показов общая направленность в плоскости повышения (2D диаграмма направленности).
pattern(ant, freq, 0, 0:1:360);
Используйте patternAzimuth несколько шаблонов и наложите их на одном графике. График ниже показов три диаграммы направленности под азимутальными углами 0, 30 и 60 градусов.
patternAzimuth(ant, freq, [0 30 60]);
Чтобы построить шаблоны под фиксированными углами повышения, используйте функцию patternElevation.
Функция pattern также позволяет нам визуализировать шаблоны с помощью прямоугольного графика. Это может быть сделано путем изменения флага CoordinateSystem как показано ниже. По умолчанию флаг установлен в полярный. Измените его на прямоугольный, чтобы визуализировать данные в системе прямоугольной координаты.
pattern(ant, freq, 0:1:360, 30, 'CoordinateSystem', 'rectangular');
Чтобы построить шаблоны на нескольких частотах на том же графике, используйте функциональный pattern с флагом PlotStyle, позволяющим выбор между стилем Наложения или Водопада графического вывода. Функция важна для анализа антенн большой пропускной способности. Флаг PlotStyle должен собираться в водопад отобразить график водопада. Значение по умолчанию этого флага является наложением.
pattern(ant, [300e6 400e6], 0, 1:1:360, 'PlotStyle', 'waterfall', ... 'CoordinateSystem', 'rectangular');
Третья опция для флага CoordinateSystem является UV. Это отобразит полевые данные на графике в u-v системе координат. Функциональность в основном полезна для антенных решеток, чтобы визуализировать лепестки массивов.
pattern(ant, freq, 'CoordinateSystem', 'uv');
Функция шаблона также позволяет нам строить линейные полевые шаблоны. Различные полевые количества могут быть построены путем изменения флага Type. По умолчанию это установлено в направленность. Это может собираться в efield построить значение электрического поля. График ниже показов нормированное значение электрического поля.
pattern(ant, freq, 'Type', 'efield', 'Normalize', true);
Основной луч является областью максимального излучения. В данном случае основной луч приезжает ось z. Ширина луча на уровне половинной мощности (HPBW) является угловым разделением, в котором значение диаграммы направленности уменьшается на 50% (или-3dB) от пика основного луча. Например, мы хотим измерить ширину основного луча в плоскости повышения. HPBW может быть вычислен как показано ниже
[bw, angles] = beamwidth(ant, freq, 0, 1:1:360)
bw = 52.0000
angles = 1×2
64 116
Ширина луча вычисляется на одной частоте и в заданной плоскости путем выбора соответствующих значений углов повышения или азимута. Мы замечаем, что ширина основного луча является 54 градусами; луч расположен между 64 градусами и 117 градусами в области плоскости повышения.
[1] К. А. Баланис, 'Теория Антенны. Анализ и проектирование', p. 514, Вайли, Нью-Йорк, 3-й Выпуск, 2005.