pattern

Диаграмма направленности и фаза антенны или массива; Встроенный шаблон элемента антенны в массиве

Синтаксис

pattern(object,frequency)

pattern(object,frequency,azimuth,elevation)

pattern(___,Name,Value)

[pat,azimuth,elevation]
= pattern(object,frequency,azimuth,elevation)

[pat,azimuth,elevation]
= pattern(___,Name,Value)

Описание

пример

pattern(object,frequency) строит 3-D диаграмму направленности антенны или объекта массивов по заданной частоте. По умолчанию, в Antenna Toolbox™, радиус далекого поля установлен в 100λ.

pattern(object,frequency,azimuth,elevation) строит диаграмму направленности антенны или объекта массивов использование заданного azimuth и elevation углы.

pattern(___,Name,Value) дополнительные опции использования, заданные одним или несколькими Имя, аргументы пары Значения. Можно использовать любой из входных параметров от предыдущих синтаксисов.

Используйте 'ElementNumber' и 'Termination' свойство вычислить встроенный шаблон элемента антенны в массиве, соединенном с источником напряжения. Исходная модель напряжения состоит из идеального источника напряжения 1 вольта последовательно с исходным импедансом. Встроенный шаблон включает эффект взаимной связи из-за других элементов антенны в массиве.

[pat,azimuth,elevation] = pattern(object,frequency,azimuth,elevation) возвращает значение шаблона, pat, значение антенны или массива возражает на заданной частоте. azimuth и elevation углы, под которыми функция шаблона вычисляет направленность.

[pat,azimuth,elevation] = pattern(___,Name,Value) дополнительные опции использования заданы одним или несколькими Name,Value парные аргументы.

Примеры

свернуть все

Вычислите диаграмму направленности массива

Скрипт Open Live Script

Вычислите диаграмму направленности линейной матрицы по умолчанию для частоты 70 МГц.

l = linearArray;
pattern(l,70e6)

Диаграмма направленности спирали в плоскости X-Z

Скрипт Open Live Script

h = helix; 
pattern (h, 2e9, 0, 1:1:360);

Встроенный шаблон элемента линейной матрицы

Скрипт Open Live Script

Вычислите встроенный шаблон элемента линейной матрицы. Взволнуйте первый элемент антенны в массиве. Отключите все другие элементы антенны с помощью сопротивления на 50 Ом.

l = linearArray;
pattern(l, 70e6,'ElementNumber', 1,'Termination', 50);

Значение направленности спиральной антенны.

Скрипт Open Live Script

Вычислите направленность спиральной антенны.

h = helix;
D = pattern(h, 2e9, 0, 1:1:360);

Показ первых пяти значений направленности.

Dnew = D(1:5)

Dnew = 5×1

   -6.2750
   -6.0599
   -5.8322
   -5.5935
   -5.3455

Диаграмма направленности спиральной антенны

Скрипт Open Live Script

Постройте диаграмму направленности спиральной антенны с прозрачностью, заданной как 0,5.

p = PatternPlotOptions

p = 
  PatternPlotOptions with properties:

      Transparency: 1
         SizeRatio: 0.9000
    MagnitudeScale: []
     AntennaOffset: [0 0 0]

p.Transparency = 0.5;
ant = helix;
pattern(ant,2e9,'patternOptions',p)

Чтобы изучить эффект Прозрачности, выбрал Overlay Antenna в графике диаграммы направленности.

Эта опция накладывает спиральную антенну на диаграмме направленности.

Входные параметры

свернуть все

`object` — Антенна или элемент массива
объект

Антенна или элемент массива в виде объекта.

`frequency` — Частота, чтобы вычислить или построить антенну или диаграмму направленности массивов
скаляр | вектор

Частота, чтобы вычислить или построить антенну или диаграмму направленности массивов в виде скаляра или вектора с каждым элементом в Гц.

Пример: 70e6

Типы данных: double

`azimuth` — Углы азимута и располагающий с интервалами между углами
–180:5:180 (значение по умолчанию) | вектор

Углы азимута и располагающий с интервалами между углами, чтобы визуализировать диаграмму направленности в виде вектора в градусах. Если система координат установлена в UV, то значения U заданы в этом параметре. Значения Вас между -1 к 1.

Пример: 90

Типы данных: double

`elevation` — Углы вертикального изменения и располагающий с интервалами между углами
–90:5:90 (значение по умолчанию) | вектор

Углы вертикального изменения и располагающий с интервалами между углами, чтобы визуализировать диаграмму направленности в виде вектора в градусах. Если система координат установлена в UV, то эти V значений заданы в этом параметре. Значения V между -1 к 1.

Пример: 0:1:360

Типы данных: double

Аргументы в виде пар имя-значение

Пример: 'CoordinateSystem'u, v

Задайте дополнительные разделенные запятой пары Name,Value парные аргументы. Name имя аргумента и Value соответствующее значение. Name должен появиться в одинарных кавычках (''Вы можете задать несколько аргументов в виде пар имен и значений в любом порядке, например: Name1, Value1, ..., NameN, ValueN.

`'CoordinateSystem'` — Система координат, чтобы визуализировать диаграмму направленности
`'polar'` (значение по умолчанию) | `'rectangular'` | `'uv'`

Система координат, чтобы визуализировать диаграмму направленности в виде разделенной запятой пары, состоящей из 'CoordinateSystem' и одно из этих значений: 'polar', 'rectangular'u, v .

Пример: 'CoordinateSystem'полярный

Типы данных: char

`'Type'` — Количество, чтобы построить
`'directivity'` | `'gain'` | `'efield'` | `'power'` | `'powerdb'` | `phase`

Количество, чтобы построить в виде разделенной запятой пары, состоящей из 'Type' и одно из этих значений:

directivity – Направленность в dBi (антенна без потерь или массив)
gain – Получите в dBi (антенна с потерями или массив)
efield – Электрическое поле в вольте/метр
power – Мощность в ваттах
powerdb – Степень в дБ
phase – Фаза в градусах.

Примечание
Type может только быть установлен в phase когда Polarization обеспечивается.

Значением по умолчанию является 'directivity' для антенны без потерь и 'gain' для антенны с потерями. Вы не можете построить 'directivity' из антенны с потерями.

Пример: 'Type', 'efield'

Типы данных: char

`'Normalize'` — Нормируйте полевой шаблон
`true` (значение по умолчанию) | `false` | булевская переменная

Нормируйте полевой шаблон в виде разделенной запятой пары, состоящей из 'Normalize' и любой true или false.

Пример: 'Normalize'ложь

Типы данных: логический

`'PlotStyle'` — 2D стиль отображения шаблона, когда частота является вектором
`'overlay'` (значение по умолчанию) | `'waterfall'`

2D стиль отображения шаблона, когда частота является вектором в виде разделенной запятой пары, состоящей из 'PlotStyle' и одно из этих значений:

'overlay' – Наложите данные о частоте в 2D графике
'waterfall' – Отобразите данные о частоте на графике в графике водопада

Можно использовать это свойство при использовании pattern функция без выходных аргументов.

Пример: 'PlotStyle'водопад

Типы данных: char

`'Polarization'` — Полевая поляризация
`'H'` | `'V'` | `'RHCP'` | `'LHCP'`

Полевая поляризация в виде разделенной запятой пары, состоящей из 'Polarization' и одно из этих значений:

'H' – Горизонтальная поляризация
'V' – Вертикальная поляризация
'RHCP' – Правая круговая поляризация
'LHCP' – Левая круговая поляризация

По умолчанию можно визуализировать объединенную поляризацию.

Пример: 'Polarization', 'RHCP'

Типы данных: char

`'ElementNumber'` — Элемент антенны в массиве
скаляр

Элемент антенны в массиве в виде разделенной запятой пары, состоящей из 'ElementNumber' и скаляр. Этот элемент антенны соединяется с источником напряжения.

Примечание

Используйте это свойство вычислить встроенный шаблон массива.

Пример: 'ElementNumber',1

Типы данных: double

`'Termination'` — Значение импеданса для завершения элемента массива
50 (значений по умолчанию) | скаляр

Значение импеданса для завершения элемента массива в виде разделенной запятой пары, состоящей из 'Termination' и скаляр. Значение импеданса отключает другие элементы антенны массива при вычислении встроенного шаблона антенны, соединенной с источником напряжения.

Примечание

Используйте это свойство вычислить встроенный шаблон массива.

Пример: 'Termination',40

Типы данных: double

`'patternOptions'` — Параметр, чтобы изменить шаблон строит свойства
`PatternPlotOptions` объект (значение по умолчанию) | скаляр

Параметр, чтобы изменить шаблон строит свойства в виде разделенной запятой пары, состоящей из 'patternOptions' и PatternPlotOptions вывод . Свойства, что можно варьироваться:

Transparency
SizeRatio
AntennaOffset
AntennaVisibility
MagnitudeScale

Пример: p = PatternPlotOptions('Transparency',0.1); Создайте опцию графика шаблона с прозрачностью 0,1. ant = helix;pattern(ant,2e9,'patternOptions',p); Используйте эту опцию графика шаблона, чтобы визуализировать шаблон спиральной антенны.

Типы данных: double

Выходные аргументы

свернуть все

`pat` — Диаграмма направленности антенны или массив или встроенный шаблон массива
матрица

Диаграмма направленности антенны или массив или встроенный шаблон массива, возвращенного как матрица значений вертикального изменения номера f количеством значений азимута. Шаблон является одним из следующего:

directivity – Направленность в dBi (антенна без потерь или массив)
gain – Получите в dBi (антенна с потерями или массив)
efield – Электрическое поле в вольте/метр
power – Мощность в ваттах
powerdb – Степень в дБ

Матричный размер является количеством значений вертикального изменения, умноженных на количество значений азимута.

`azimuth` — Углы азимута расчетной диаграммы направленности
вектор в градусах

Углы азимута, чтобы вычислить диаграмму направленности, возвращенную как вектор в градусах.

`elevation` — Углы вертикального изменения вычисляют диаграмму направленности
вектор в градусах

Углы вертикального изменения, чтобы вычислить диаграмму направленности, возвращенную как вектор в градусах.

Больше о

свернуть все

Направленность

Направленность является способностью антенны излучить степень в конкретном направлении. Это может быть задано как отношение максимальной интенсивности излучения в желаемом направлении к средней интенсивности излучения во всех других направлениях. Уравнение для направленности:

$D = \frac{4 π U (θ, ϕ)}{P_{r a d}}$

где:

D является направленностью антенны
U является интенсивностью излучения антенны
_Prad является средней излученной степенью антенны во всех других направлениях

Направленность антенны является безразмерной и вычисляется в децибелах по сравнению с изотропным теплоотводом (dBi).

Усиление

Усиление антенны зависит от направленности и КПД антенны. Это может быть задано как отношение максимальной интенсивности излучения в желаемом направлении к общей входной мощности антенны. Уравнение для усиления антенны:

$G = \frac{4 π U (θ, ϕ)}{P_{i n}}$

где:

G является усилением антенны
U является интенсивностью излучения антенны
_Pin является общей входной мощностью к антенне

Если КПД антенны в желаемом направлении является 100%, затем общая входная мощность к антенне равна общей степени, излученной антенной, то есть, $P_{i n} = P_{r a d}$ . В этом случае направленность антенны равна усилению антенны.

Фактор массивов и умножение шаблона

Основанием теории массивов является теорема умножения шаблона. Эта теорема утверждает, что объединенный шаблон идентичных элементов массива N выражается как времена шаблона элемента фактор массивов.

Фактор массивов вычисляется с помощью формулы:

$A F = \sum_{i = 0}^{N} V (i) \cdot e^{(k \sin θ \cos φ \cdot x (i) + k \sin φ \cdot y (i) + k \cos θ \cdot z (i))}$

где:

N является числом элементов в массиве.
V является приложенным напряжением (амплитуда и фаза) в каждом элементе в массиве.
k является номером волны.
тета и phi являются углами азимута и вертикальным изменением.
x, y, и z являются Декартовы координаты местоположений канала для каждого элемента антенны массива.

Если фактор массивов вычисляется с помощью вышеупомянутого уравнения, можно вычислить диаграмму направленности массива как продукт фактора массивов и диаграмма направленности отдельного элемента антенны массива.

Шаблон массивов = AF* отдельный шаблон элемента антенны

Ссылки

[1] Макаров, Сергей Н. Антенна и они моделирующие в MATLAB. Chapter3, секунда 3.4 3.8. Межнаука Вайли.

[2] Balanis, Теория К.А. Антенны, Анализ и проектирование, Глава 2, секунда 2.3-2.6, Вайли.

Документация

pattern

Синтаксис

Описание

Примеры

Вычислите диаграмму направленности массива

Диаграмма направленности спирали в плоскости X-Z

Встроенный шаблон элемента линейной матрицы

Значение направленности спиральной антенны.

Диаграмма направленности спиральной антенны

Входные параметры

object — Антенна или элемент массива объект

frequency — Частота, чтобы вычислить или построить антенну или диаграмму направленности массивов скаляр | вектор

azimuth — Углы азимута и располагающий с интервалами между углами–180:5:180 (значение по умолчанию) | вектор

elevation — Углы вертикального изменения и располагающий с интервалами между углами–90:5:90 (значение по умолчанию) | вектор

Аргументы в виде пар имя-значение

'CoordinateSystem' — Система координат, чтобы визуализировать диаграмму направленности 'polar' (значение по умолчанию) | 'rectangular' | 'uv'

'Type' — Количество, чтобы построить 'directivity' | 'gain' | 'efield' | 'power' | 'powerdb' | phase

Примечание

'Normalize' — Нормируйте полевой шаблон true (значение по умолчанию) | false | булевская переменная

'PlotStyle' — 2D стиль отображения шаблона, когда частота является вектором 'overlay' (значение по умолчанию) | 'waterfall'

'Polarization' — Полевая поляризация 'H' | 'V' | 'RHCP' | 'LHCP'

'ElementNumber' — Элемент антенны в массиве скаляр

Примечание

'Termination' — Значение импеданса для завершения элемента массива 50 (значений по умолчанию) | скаляр

Примечание

'patternOptions' — Параметр, чтобы изменить шаблон строит свойства PatternPlotOptions объект (значение по умолчанию) | скаляр

Выходные аргументы

pat — Диаграмма направленности антенны или массив или встроенный шаблон массива матрица

azimuth — Углы азимута расчетной диаграммы направленности вектор в градусах

elevation — Углы вертикального изменения вычисляют диаграмму направленности вектор в градусах

Больше о

Направленность

Усиление

Фактор массивов и умножение шаблона

Ссылки

Смотрите также

Темы

Представленный в R2015a

Документация Antenna Toolbox

Поддержка

`object` — Антенна или элемент массива
объект

`frequency` — Частота, чтобы вычислить или построить антенну или диаграмму направленности массивов
скаляр | вектор

`azimuth` — Углы азимута и располагающий с интервалами между углами
–180:5:180 (значение по умолчанию) | вектор

`elevation` — Углы вертикального изменения и располагающий с интервалами между углами
–90:5:90 (значение по умолчанию) | вектор

`'CoordinateSystem'` — Система координат, чтобы визуализировать диаграмму направленности
`'polar'` (значение по умолчанию) | `'rectangular'` | `'uv'`

`'Type'` — Количество, чтобы построить
`'directivity'` | `'gain'` | `'efield'` | `'power'` | `'powerdb'` | `phase`

`'Normalize'` — Нормируйте полевой шаблон
`true` (значение по умолчанию) | `false` | булевская переменная

`'PlotStyle'` — 2D стиль отображения шаблона, когда частота является вектором
`'overlay'` (значение по умолчанию) | `'waterfall'`

`'Polarization'` — Полевая поляризация
`'H'` | `'V'` | `'RHCP'` | `'LHCP'`

`'ElementNumber'` — Элемент антенны в массиве
скаляр

`'Termination'` — Значение импеданса для завершения элемента массива
50 (значений по умолчанию) | скаляр

`'patternOptions'` — Параметр, чтобы изменить шаблон строит свойства
`PatternPlotOptions` объект (значение по умолчанию) | скаляр

`pat` — Диаграмма направленности антенны или массив или встроенный шаблон массива
матрица

`azimuth` — Углы азимута расчетной диаграммы направленности
вектор в градусах

`elevation` — Углы вертикального изменения вычисляют диаграмму направленности
вектор в градусах