Задайте параметры

Все эти микрополосковые антенны, состоящие из 6.6-миллиметровой умеренно толстой и подложки FR4 4.2 EpsilonR, 0,02 касательных потерь и наземной плоскости квадрата 100 мм x 100 мм, питаемых коаксиальными зондами 1.3 мм диаметром, спроектированы, чтобы выполнить полосу ISM (2.4 - 2.5 ГГц).

LGp = 100e-3;       % Ground plane Length
WGp = 100e-3;       % Ground plane width
h = 6.6e-3;         % Height of the substrate

Задайте параметры эллиптической антенны закрашенной фигуры

Спроектируйте микро полосу закрашенной фигуры тестового канала эллиптическая антенна с помощью размерности 33.5-миллиметровой главной оси, 18.8-миллиметровой незначительной оси. Канал возмещен на 11.6 мм от источника вдоль оси X.

a = 33.5e-3;       % Major Axis
b = 18.8e-3;        % Minor Axis
f = 11.6e-3;        % Feed Offset
d = dielectric('EpsilonR',4.2,'LossTangent',0.02);

Создайте закрашенную фигуру микро полоса Эллиптическая антенна с помощью заданных параметров

p_Ellipse= patchMicrostripElliptical('MajorAxis',a,'MinorAxis',b,...
    'Height',h,'Substrate',d,'GroundPlaneLength',LGp,'GroundPlaneWidth',...
    WGp,'FeedOffset',[-(a/2-f) 0]);
figure; show(p_Ellipse);

Задайте параметры круговой антенны закрашенной фигуры

Спроектируйте микро антенну полосы закрашенной фигуры проспекта тестового канала с помощью размерности 16-миллиметрового Радиуса. Канал возмещен на 9.25 мм от источника вдоль оси X.

r = 16e-3;          % Radius
f1 = 9.25e-3;       % Feed Offset

Создайте закрашенную фигуру микро Круговая антенна полосы с помощью заданных параметров

p_Circle= patchMicrostripCircular('Radius',r,'Height',h,'Substrate',d,...
    'GroundPlaneLength',LGp,'GroundPlaneWidth',WGp,'FeedOffset',[-(r-f1) 0]);
figure; show(p_Circle);

Задайте параметры прямоугольной антенны закрашенной фигуры

Спроектируйте тестовый канал Прямоугольная закрашенная фигура микро антенна полосы с помощью размерности 28.20 мм длиной, 34.06 мм шириной. Канал возмещен на 5.3 мм от источника вдоль оси X.

rect1 = 28.20e-3;  % Length
rect2 = 34.06e-3;  % width
f2 = 5.3e-3;       % feedoffset

Создайте закрашенную фигуру микро полоса Прямоугольная антенна с помощью заданных параметров

p_rect= patchMicrostrip('Length',rect1,'Width',rect2,'Height',h,'Substrate',d,...
    'GroundPlaneLength',LGp,'GroundPlaneWidth',WGp,...
    'FeedOffset',[-(rect1/2-f2) 0]);
figure; show(p_rect);

Задайте параметры треугольной антенны закрашенной фигуры

Спроектируйте равностороннюю Треугольную закрашенную фигуру микро антенна полосы с помощью размерности 37.63-миллиметровой стороны. Канал возмещен на 3.8 мм от источника вдоль оси y.

side = 37.63e-3;
f_off = 3.8e-3;
p_triang= patchMicrostripTriangular('side',side,'Height',h,'Substrate',d,...
    'GroundPlaneLength',LGp,'GroundPlaneWidth',WGp,...
    'FeedOffset',[0 -side/2+f_off]);
figure; show(p_triang);

Визуализируйте отражательную содействующую величину закрашенных фигур

Постройте отражательный коэффициент для этих антенн по полосе и ссылочному импедансу 50 Ом. Кривые для отражательной содействующей величины показывают в ниже фигуры. мы сделали ручную сетку антенн закрашенной фигуры с длинами другого края.

Визуализируйте диаграмму направленности

Направленность антенн составляет приблизительно 6.37 дБ для Эллиптической закрашенной фигуры, 7 дБ для Круговой закрашенной фигуры, 7.37 дБ для Прямоугольной закрашенной фигуры и 6.16 дБ для Треугольной закрашенной фигуры.

Взаимная связь между прямоугольными и треугольными закрашенными фигурами

Этот раздел посвящен исследованию случаев, фокусирующихся на настройках с самыми низкими взаимными связями. Относительное смещение 'd' фиксируется как lambda/2, две закрашенных фигуры, помещенные рядом друг с другом настройка и закрашенные фигуры, расположенные в центр прямоугольной наземной плоскости на 160 мм x 100 мм с подложкой FR4.

LGp1 = 160e-3;       % Ground plane Length
WGp1 = 100e-3;       % Ground plane width
Ground_plane1=antenna.Rectangle('Length',LGp1,'Width',WGp1);% Ground plane
dis = 0.0612;        % distance between two patches (d = lambda/2)

Создайте закрашенную фигуру микро полоса Прямоугольная антенна с помощью заданных параметров

r_ant = pcbStack(p_rect);
rect_p = r_ant.Layers{1};
rect_p.Center = [-dis/2 0];

Создайте закрашенную фигуру микро полоса Треугольная антенна с помощью заданных параметров

t_ant = pcbStack(p_triang);
triangle_p = t_ant.Layers{1};
triangle_p= rotateZ(triangle_p,180);
triangle_p= translate(triangle_p,[dis/2, 0, 0]);
patch = rect_p+triangle_p; % adding patches

Задайте стек PCB

Используйте Стек pcb, чтобы задать металлические и диэлектрические слои для взаимной антенны закрашенной фигуры связи. верхний слой является слоем закрашенной фигуры, и второй слой является диэлектрическим слоем, и третий слой является наземной плоскостью.

p_mc=pcbStack;
d4=dielectric('EpsilonR',4.2,'Thickness',h,'LossTangent',0.02);
p_mc.BoardThickness=d4.Thickness;
p_mc.BoardShape.Length=LGp1;
p_mc.BoardShape.Width=WGp1;
p_mc.Layers={patch,d4,Ground_plane1};
p_mc.FeedLocations=[-dis/2 -(rect1/2-f2) 1 3; dis/2 -5.3075e-3 1 3];
p_mc.FeedDiameter=1.3e-3;
figure; show(p_mc);

Диаграмма направленности взаимных закрашенных фигур связи

Сторона - направленность настройки стороны составляет 7.4 дБ

figure; pattern(p_mc,2.45e9);

Величина шаблона

figure;[fm,~,t10] = pattern(p_mc,2.45e9,0,0:360); polarpattern(t10,fm);

Ссылка

1) https://ieeexplore.ieee.org/stamp/stamp.jsp? tp =&arnumber=7225105

2) Зонд - ФРС линейно - поляризованные электрически эквивалентные микрополосковые антенны на подложках FR4