Создайте тонкий диполь

Диполь по умолчанию имеет ширину 10 см. Уменьшите ширину до 1 см и внесите изменение в дипольную Ширину параметра.

mydipole = dipole;
w = 1e-2;
mydipole.Width = w;

Вычислите базовый импеданс

Вычислите и сохраните импеданс и количество треугольных фасетов в mesh при использовании mesh по умолчанию. Поскольку дипольная длина составляет 2 м, мы выбираем аналитическую частоту в качестве частоты полудлины волны $$f=c/(2*l)$$, где c, скорость света.

c = 2.99792458e8;
f = c/(2*mydipole.Length);
Zbaseline = impedance(mydipole,f);
meshdata  = mesh(mydipole);
Nbaseline = meshdata.NumTriangles;
Mbaseline = meshdata.MaxEdgeLength;

Задайте аналитические параметры

Создайте параметры, чтобы сохранить импеданс, относительное изменение в импедансе и размере mesh.

Zin = Zbaseline;
numTri = Nbaseline;
Ztemp = Zin(1);

Удар точности Mesh на импедансе антенны

Треугольная поверхностная mesh подразумевает дискретизацию поверхностной геометрии в небольшие плоские треугольники. Все поверхности антенны в Антенне Toolbox� дискретизируются в треугольники. Можно оценить точность результатов симуляции путем универсального совершенствования mesh. Чтобы задать разрешение mesh, обеспечьте размер максимальной длины ребра, т.е. самую длинную сторону треугольника среди всех треугольников в mesh, до анализа.

Для каждого значения максимальной длины ребра обновите mesh, вычислите импеданс на предопределенной рабочей частоте и вычислите количество треугольников в mesh. Сохраните импеданс и количество треугольников в mesh для последующего анализа. Наконец, вычислите относительное изменение в импедансе антенны между последующими улучшениями mesh, пока желаемому критерию сходимости не будут соответствовать.

exptol = .002;
tolCheck = [];                
n = 1;
nmax = 12;
pretol = 1;
ShrinkFactor = 0.96;
while (n < nmax+1)&&(pretol > exptol)
    Mbaseline(n+1)=Mbaseline(n)*ShrinkFactor^(n-1);    
    meshdata = mesh(mydipole,'MaxEdgeLength',Mbaseline(n+1));
    numTri(n+1) = meshdata.NumTriangles;   
    % Check if mesh has changed and only then calculate impedance
    if numTri(n+1)~=numTri(n)
        Zin(n+1) = impedance(mydipole,f);
        Zchange = abs((Zin(n+1)-Ztemp)/Zin(n+1));
    else
        Zin(n+1) = Zin(n);
        Zchange = pretol;
    end
    tolCheck(n) = Zchange;               %#ok<SAGROW>
    pretol      = tolCheck(n);
    Ztemp       = Zin(n+1);
    n = n+1;
end
tolValue = exptol.*ones(1,n);
tolCheck = [nan tolCheck];

Импеданс диполя с более прекрасными сетками

В конце этого анализа, сопротивления, $$R_{in}$$ $\approx 84\Omega$и реактивное сопротивление, $$X_{in}$$$\approx 45\Omega$. Это значение находится в хорошем соглашении с результатами, о которых сообщают в [1], [3]. Лучшие результаты получены с адаптивным алгоритмом улучшения mesh, который подразумевает выборочное улучшение mesh в области максимальной числовой ошибки. Для этого случая относительную кривую сходимости показывают ниже

figure;
loglog(numTri,tolCheck,'-x','LineWidth',2)
hold on
loglog(numTri,tolValue,'-x','LineWidth',2)
axis([min(numTri),max(numTri),10^-4,1])
grid on
xlabel('Number of triangles')
ylabel('Relative change in impedance')
legend('Convergence','Goal')
title('Relative convergence curve for Impedance')

Смотрите также

Анализ импеданса монополя

Ссылки

[1] С. Н. Макаров, 'Антенна и Моделирование EM с MATLAB', p.66, Вайли, 2002.

[2] К. А. Баланис, 'Теория Антенны. Анализ и проектирование', p.514, Вайли, Нью-Йорк, 3-й Выпуск, 2005

[3] Р. К. Хансен, "Диполи Картера и Резонирующие Диполи", Продолжения Симпозиума Приложения Антенны, Парка Аллертона, Монтичелло, IL, pp.282-284, 21-23-го сентября 2010.