поэтапный. CrossedDipoleAntennaElement

Элемент антенны пересеченного диполя

Описание

Система phased.CrossedDipoleAntennaElement object™ моделирует элемент антенны crossed-dipole, который используется, чтобы сгенерировать циркулярные поляризованные поля. Антенна пересеченного диполя формируется из двух ортогональных антенн короткого диполя. По умолчанию один диполь простирается вдоль y - оси и другого вдоль z - ось в системе локальной координаты антенны. Можно вращать антенну в yz - плоскость с помощью свойства RotationAngle. Этот объект антенны генерирует правую руку или левую руку циркулярные поляризованные поля, или линейно поляризованные поля управляли использованием свойства Polarization. Эти поля чисты вдоль x - ось (заданный азимутом на 0 ° и углами повышения на 0 °).

Вычислить ответ элемента антенны:

  1. Создайте объект phased.CrossedDipoleAntennaElement и установите его свойства.

  2. Вызовите объект с аргументами, как будто это была функция.

Чтобы узнать больше, как Системные объекты работают, смотрите то, Что Системные объекты? MATLAB.

Создание

Синтаксис

antenna = phased.CrossedDipoleAntennaElement
antenna = phased.CrossedDipoleAntennaElement(Name,Value)

Описание

antenna = phased.CrossedDipoleAntennaElement создает пересеченный диполь antenna со значениями свойств по умолчанию.

пример

antenna = phased.CrossedDipoleAntennaElement(Name,Value) создает пересеченный диполь antenna с каждым заданным набором свойств к заданному значению. Можно задать дополнительные аргументы пары "имя-значение" в любом порядке как (Name1, Value1..., NameN, ValueN).

Свойства

развернуть все

Если в противном случае не обозначено, свойства являются ненастраиваемыми, что означает, что вы не можете изменить их значения после вызова объекта. Объекты блокируют, когда вы вызываете их, и функция release разблокировала их.

Если свойство является настраиваемым, можно изменить его значение в любое время.

Для получения дополнительной информации об изменении значений свойств смотрите Разработку системы в MATLAB Используя Системные объекты (MATLAB).

Работа частотным диапазоном антенны, заданной как неотрицательное, с действительным знаком, 1 2 вектор - строка в форме [LowerBound HigherBound]. Элемент антенны не имеет никакого ответа вне заданного частотного диапазона. Модули находятся в Гц.

Типы данных: double

Угол поворота пересеченного диполя, заданный как скаляр между-45 ° и +45 °. Угол поворота задает угол вращения этих двух диполей вокруг x - ось. Угол поворота измеряется против часовой стрелки вокруг x - ось, смотрящая на к источнику. Значение по умолчанию 0 ° соответствует случаю, где один диполь приезжает z - ось и другой диполь приезжают y - ось. Модули в градусах.

Типы данных: double

Поляризация поля сгенерирована антенной, заданной как 'RHCP', 'LHCP' или 'Linear'.

  • 'RHCP' – циркулярная правая рука поляризует поле. Горизонтальное поле имеет усовершенствование фазы на 90 ° по сравнению с вертикальным полем.

  • 'LHCP' – циркулярная левая рука поляризует поле. Горизонтальное поле имеет задержку на 90 ° по сравнению с вертикальным полем.

  • 'Linear' – линейно поляризованное поле. Горизонтальные и вертикальные поля находятся в фазе.

Пример: 'Linear'

Типы данных: char | string

Использование

Для версий ранее, чем R2016b, используйте функцию step, чтобы запустить алгоритм Системного объекта. Аргументы к step являются объектом, который вы создали, сопровождаемый аргументами, показанными в этом разделе.

Например, y = step(obj,x) и y = obj(x) выполняют эквивалентные операции.

Синтаксис

RESP = antenna(FREQ,ANG)

Описание

пример

RESP = antenna(FREQ,ANG) возвращает ответ напряжения антенны, RESP, на рабочих частотах, заданных в FREQ и в направлениях, заданных в ANG.

Примечание

Объект выполняет инициализацию в первый раз, когда объект выполняется. Эта инициализация блокирует ненастраиваемые свойства (MATLAB) и входные спецификации, такие как размерности, сложность и тип данных входных данных. Если вы изменяете ненастраиваемое свойство или входную спецификацию, Системный объект выдает ошибку. Чтобы изменить ненастраиваемые свойства или входные параметры, необходимо сначала вызвать метод release, чтобы разблокировать объект.

Входные параметры

развернуть все

Рабочая частота антенны, микрофона или преобразователя, заданного как неотрицательный скаляр или неотрицательного, с действительным знаком, 1 L вектором - строкой. Единицы частоты находятся в Гц.

Для антенны, микрофона, или гидрофона гидролокатора или элемента проектора, FREQ должен лечь в области значений значений, заданных FrequencyRange или свойством FrequencyVector элемента. В противном случае элемент не производит ответа, и ответ возвращен как –Inf. Большинство элементов использует свойство FrequencyRange за исключением phased.CustomAntennaElement и phased.CustomMicrophoneElement, которые используют свойство FrequencyVector.

Пример: [1e8 2e6]

Типы данных: double

Азимут и углы повышения направлений ответа, заданных как с действительным знаком, 1 M вектором - строкой или с действительным знаком, 2 M матрицей, где M является количеством угловых направлений. Угловые модули в градусах. Угол азимута должен находиться в диапазоне от-180 ° до 180 °, включительно. Угол повышения должен находиться в диапазоне от-90 ° до 90 °, включительно.

  • Если ANG является 1 M вектором, каждый элемент задает угол азимута направления. В этом случае соответствующий угол повышения принят, чтобы быть нулем.

  • Если ANG является 2 M матрицей, каждый столбец матрицы задает направление в форме [азимут; повышение].

Угол азимута является углом между x - ось и проекцией вектора направления на плоскость xy. Этот угол положителен, когда измерено от x - оси к y - ось. Угол повышения является углом между вектором направления и плоскостью xy. Этот угол положителен, когда измерено к z - ось. Смотрите Углы Азимута и Повышения.

Пример: [110 125; 15 10]

Типы данных: double

Выходные аргументы

развернуть все

Ответ напряжения антенны, возвращенной как структура MATLAB с полями H и V. H и V содержат ответы для горизонтальных и вертикальных компонентов поляризации полей излучения, соответственно. И H и V с комплексным знаком, M-by-L матрицы. M представляет количество углов, заданных в ANG, и L представляет количество частот, заданных в FREQ.

Типы данных: double

Функции объекта

Чтобы использовать объектную функцию, задайте Системный объект как первый входной параметр. Например, чтобы выпустить системные ресурсы Системного объекта под названием obj, используйте этот синтаксис:

release(obj)

развернуть все

directivityНаправленность антенны или элемента преобразователя
isPolarizationCapableВозможность поляризации элемента антенны
patternПостройте антенну или направленность элемента преобразователя и шаблоны
patternAzimuthПостройте антенну или направленность элемента преобразователя и шаблон по сравнению с азимутом
patternElevationПостройте антенну или направленность элемента преобразователя и шаблон по сравнению с повышением
stepЗапустите алгоритм Системного объекта
releaseВысвободите средства и позвольте изменения в значениях свойств Системного объекта и введите характеристики
resetСбросьте внутренние состояния Системного объекта

Примеры

развернуть все

Найдите ответ антенны пересеченного диполя в опорном направлении, азимуте на 0 ° и повышении на 0 °, и вне опорного направления в азимуте на 30 ° и повышении на 0 °. Антенна действует на уровне 250 МГц.

antenna = phased.CrossedDipoleAntennaElement('FrequencyRange',[100 900]*1e6);
ang = [0 30;0 0];
fc = 250e6;
resp = antenna(fc,ang);
disp(resp.H)
   0.0000 - 1.2247i
   0.0000 - 1.0607i
disp(resp.V)
   -1.2247
   -1.2247

Постройте шаблоны ответа антенны пересеченного диполя, используемой в радаре L-полосы с частотным диапазоном между 1-2 ГГц. Во-первых, настройте радарные параметры и получите вертикальные и горизонтальные ответы поляризации в пяти различных направлениях, заданных углами повышения-30,-15, 0, 15 и 30 градусов, все под 0 углами азимута степеней. Ответы вычисляются на рабочей частоте 1,5 ГГц.

antenna = phased.CrossedDipoleAntennaElement('FrequencyRange',[1,2]*1e9);
fc = 1.5e9;
resp = antenna(fc,[0,0,0,0,0;-30,-15,0,15,30]);
[resp.V, resp.H]
ans = 5×2 complex

  -1.0607 + 0.0000i   0.0000 - 1.2247i
  -1.1830 + 0.0000i   0.0000 - 1.2247i
  -1.2247 + 0.0000i   0.0000 - 1.2247i
  -1.1830 + 0.0000i   0.0000 - 1.2247i
  -1.0607 + 0.0000i   0.0000 - 1.2247i

Затем, постройте 3-D график объединенного ответа поляризации.

pattern(antenna,fc,-180:180,-90:90,'CoordinateSystem','polar', ...
    'Type','powerdb','Polarization','combined')

Вычислите направленность элемента антенны пересеченного диполя в нескольких различных направлениях.

Создайте системный объект элемента антенны пересеченного диполя.

antenna = phased.CrossedDipoleAntennaElement;

Установите углы интереса быть в нулевых степенях постоянным углом повышения. Семь углов азимута сосредоточены вокруг опорного направления (нулевой азимут степеней, и обнулите повышение степеней). Установите желаемую частоту на 1 ГГц.

ang = [-30,-20,-10,0,10,20,30; 0,0,0,0,0,0,0];
freq = 1e9;

Вычислите направленность вдоль постоянного сокращения повышения.

d = directivity(antenna,freq,ang)
d = 7×1

    1.1811
    1.4992
    1.6950
    1.7610
    1.6950
    1.4992
    1.1811

Создайте элемент антенны пересеченного диполя, который действует в частотном диапазоне от 100 МГц до 1,5 ГГц. Затем постройте 3-D полярный шаблон степени для горизонтального компонента поляризации. Примите, что антенна действует на уровне 1 ГГц.

antenna = phased.CrossedDipoleAntennaElement('FrequencyRange',[100 1500]*1e6);
fc = 1e9;
pattern(antenna,fc,-180:180,-90:90,'Type','powerdb', ...
    'CoordinateSystem','polar','Polarization','H')

Затем, постройте вертикальный компонент поляризации.

pattern(antenna,fc,-180:180,-90:90,'Type','powerdb', ...
    'CoordinateSystem','polar','Polarization','V')

Создайте элемент антенны пересеченного диполя. Затем постройте шаблон горизонтальной составляющей полевого значения под углом повышения 0 градусов. Примите антенну, рабочая частота составляет 1 ГГц. Ограничьте ответ на область значений углов азимута от-70 до 70 градусов в области 0,1 шага степени.

antenna = phased.CrossedDipoleAntennaElement('FrequencyRange',[0.5 1.5]*1e9);
fc = 1e9;
pattern(antenna,fc,-70:0.1:70,0,'Type','efield', ...
    'CoordinateSystem','polar','Polarization','combined')

Создайте антенну пересеченного диполя. Примите, что антенна работает между 1 и 2 ГГц, и ее рабочая частота составляет 1,5 ГГц. Затем постройте направленность в постоянном азимуте 0.

antenna = phased.CrossedDipoleAntennaElement('FrequencyRange',[1e9 2e9]);
fc = 1.5e9;
pattern(antenna,fc,0,-90:90,'Type','directivity', ...
    'CoordinateSystem','rectangular')

Направленность максимальна в 0 повышение и достигает значения приблизительно 1,75 дБ.

Постройте шаблон направленности азимута антенны пересеченного диполя при двух различных повышениях: 0 и30. Примите, что рабочая частота составляет 500 МГц.

fc = 500e6;
antenna = phased.CrossedDipoleAntennaElement('FrequencyRange',[100,900]*1e6);
patternAzimuth(antenna,fc,[0 30])

Постройте ограниченный диапазон углов азимута с помощью параметра Azimuth. Заметьте изменение по своим масштабам.

patternAzimuth(antenna,fc,[0 30],'Azimuth',[-20:20])

Постройте шаблон направленности повышения антенны пересеченного диполя в двух различных азимутах: 45 и 55. Примите, что рабочая частота составляет 500 МГц.

fc = 500e6;
sCD = phased.CrossedDipoleAntennaElement('FrequencyRange',[100,900]*1e6);
patternElevation(sCD,fc,[45 55])

Постройте уменьшаемую область значений углов повышения с помощью параметра Elevation. Заметьте изменение по своим масштабам.

patternElevation(sCD,fc,[45 55],'Elevation',-20:20)

Этот пример показывает, как создать антенну пересеченного диполя, действующую между 100 и 900 МГц и затем как построить ее вертикальный и горизонтальный ответ поляризации на уровне 250 МГц в форме 3-D полярного графика.

antenna = phased.CrossedDipoleAntennaElement(...
    'FrequencyRange',[100 900]*1e6);
pattern(antenna,250e6,-180:180,-90:90,'CoordinateSystem','polar','Polarization','V', ...
    'Type','powerdb')

Шаблон антенны компонента вертикальной поляризации является почти изотропным и имеет максимум в 0 повышение и 0 азимут, как показано в фигуре выше.

Постройте горизонтальный ответ поляризации антенны. Шаблон горизонтального ответа поляризации также имеет максимум в 0 повышение и 0 азимут, но никакой ответ в ±90 азимут.

pattern(antenna,250e6,-180:180,-90:90,'CoordinateSystem','polar','Polarization','H', ...
    'Type','powerdb')

Покажите, что элемент антенны phased.CrossedDipoleAntennaElement поддерживает поляризацию.

antenna = phased.CrossedDipoleAntennaElement;
isPolarizationCapable(antenna)
ans = logical
   1

Возвращенное значение 1 показывает, что элемент антенны пересеченного диполя поддерживает поляризацию.

Создайте элемент антенны пересеченного диполя, разработанный, чтобы действовать в частотном диапазоне от 100 МГц до 1,5 ГГц. Примите, что поляризация линейна. Вращайте антенну-45 градусами. Постройте 3-D полярный шаблон степени для горизонтальных и вертикальных компонентов поляризации на уровне 1 ГГц.

antenna = phased.CrossedDipoleAntennaElement('FrequencyRange',[100 1500]*1e6, ...
   'RotationAngle',-45.0,'Polarization','Linear');
fc = 1e9;
pattern(antenna,fc,-180:180,-90:90,'Type','powerdb','Normalize',false, ...
    'CoordinateSystem','polar','Polarization','H')

Затем, постройте вертикальный компонент поляризации.

pattern(antenna,fc,-180:180,-90:90,'Type','powerdb','Normalize',false, ...
    'CoordinateSystem','polar','Polarization','V')

Алгоритмы

Общий ответ элемента антенны пересеченного диполя является комбинацией своей частотной характеристики и пространственного ответа. phased.CrossedDipoleAntennaElement вычисляет оба ответа с помощью самой близкой соседней интерполяции, и затем умножает ответы, чтобы сформировать общий ответ.

Ссылки

[1] Мотт, H., антенны для радара и Communications, John Wiley & Sons, 1992.

Расширенные возможности

Введенный в R2013a

Для просмотра документации необходимо авторизоваться на сайте