Модель и анализирует двойную поляризованную антенну PatchMicrostrip

В этом примере показано, как спроектировать и измерить широкополосную двойную поляризованную микрополосковую антенну, которая находит ее использование в базовой станции сотовой системы. Для того, чтобы достигнуть широкополосной характеристики, этот проект считает паз связанной структурой антенны закрашенной фигуры.

Создание апертурной двойной антенны

Задайте параметры

Приведенные ниже параметры задают смещения для верхних и нижних слотов и stublengths.

of_1=12e-3;
of_2=-6e-3;
LM=7e-3;
LM_2=7e-3;

взятый из ссылочной страницы no:55

Задайте закрашенную фигуру

В этой антенне исходящим элементом является patchMicrostrip. Выше закрашенной фигуры, диэлектрической подложки с EpsilonR 3,38, действия как антенный колпак. Ниже закрашенной фигуры существует пенопласт EpsilonR 1.025.

Lp=50e-3;
patch=antenna.Rectangle('Length',Lp,'Width',Lp,'Center',[0 0]);

Задайте h-образные пазы

Двойные пазы выполняют двойную поляризованную операцию. Каждый паз является H-образным и расположен на наземную плоскость в "T" формировании. Это формирование обеспечивает хороший уровень изоляции среди port1 и port2.

Задайте верхний паз H-формы

Ls1=12e-3;
Ws1=0.5e-3;
Ls2=1e-3;
Ws2=22e-3;
f1=antenna.Rectangle('Length',Ws1,'Width',Ls1,'Center',[0 of_1]);
f2=antenna.Rectangle('Length',Ws2,'Width',Ls2,'Center',[0 of_1+(Ls1/2)+(Ls2/2)]);
f3=antenna.Rectangle('Length',Ws2,'Width',Ls2,'Center',[0 of_1-(Ls1/2)-(Ls2/2)]);
f4=f1+f2+f3;

Задайте более низкий паз H-формы

Ls1_2=17e-3;
Ls2_2=1e-3;
Ws1_2=0.5e-3;
Ws2_2=17e-3;
f5=antenna.Rectangle('Length',Ls1_2,'Width',Ws1_2,'Center',[0 of_2]);
f6=antenna.Rectangle('Length',Ls2_2,'Width',Ws2_2,'Center',[(Ls1_2/2)+(Ls2_2/2) of_2]);
f7=antenna.Rectangle('Length',Ls2_2,'Width',Ws2_2,'Center',[-((Ls1_2/2)+(Ls2_2/2)) of_2]);
f8=f5+f6+f7;

Задайте наземную плоскость

Создайте наземную форму плоскости для антенны. groundplane в этом случае является квадратом размера 100 мм x 100 мм.

LGp=100e-3;
Ground_plane=antenna.Rectangle('Length',LGp,'Width',LGp,'Center',[0 0]);

Задайте GroundPlane Со слотами

Используйте примитивы прямоугольной фигуры, чтобы создать H-пазы. Используйте булеву операцию вычитания в разделении на слоты Наземной плоскости.

Gp_slot=Ground_plane-f4-f8;
figure;
show(Gp_slot);

Задайте линии канала

Используйте линию питания размера 50 мм x 1.181 мм для верхнего H-паза. Используйте линию питания размера 44 мм x 1.181 мм для более низкого H-паза. Соедините тупики в конце линий питания.

L1=50e-3;
W1=1.181e-3;
L1_2=44e-3;
W1_2=1.181e-3;
feed_1=antenna.Rectangle('Length',L1,'Width',W1,'Center',[-(L1/2) of_1]);
feed_2=antenna.Rectangle('Length',W1_2,'Width',L1_2,'Center',[0 -((L1_2/2))+(of_2)]);
feed_1_2=feed_1+feed_2;
stub_1=antenna.Rectangle('Length',LM,'Width',W1,'Center',[(LM/2) of_1]);
stub_2=antenna.Rectangle('Length',W1,'Width',LM_2,'Center',[0 of_2/2]);
stub=stub_1+stub_2;
feed=feed_1_2+stub;
figure;
show(feed);

Задайте стек PCB

Используйте pcbStack, чтобы задать металлические и диэлектрические слои и канал для апертуры связанная антенна закрашенной фигуры. Слои заданы сверху вниз. В этом случае верхний слой является диэлектрическим слоем. Второй слой является закрашенной фигурой квадратной формы, и третий слой является другим диэлектриком, сопровождаемым четвертым слоем, который является наземной плоскостью. Пятый Слой является снова тем же диэлектриком, который используется в качестве первого слоя. Шестой слой связан, чтобы питать линии.

p = pcbStack;
d1=dielectric('EpsilonR',3.38,'Thickness',0.51e-3,'Name','RO4003');
d2=dielectric('EpsilonR',1.025,'Thickness',14e-3,'Name','Foam');
p.BoardThickness=d1.Thickness+d2.Thickness+d1.Thickness;
p.BoardShape.Length=LGp;
p.BoardShape.Width=LGp;
p.Layers={d1,patch,d2,Gp_slot,d1,feed};
p.FeedLocations=[-L1 of_1 4 6;0 -L1_2+of_2 4 6];
p.FeedDiameter=feed_1.Width/3;
figure;
show(p);

Постройте диаграмму направленности

Постройте диаграмму направленности антенны на частотах лучшего соответствия. Используйте резонансную частоту 1,79 ГГц, чтобы построить диаграмму направленности.

figure;
pattern(p,1.79e9);

Поймать в сети антенну

Поймайте в сети антенну с максимальной длиной ребра 0.036 м.

 figure;
 mesh(p,'MaxEdgeLength',0.036);

Вычислите и постройте S-параметры

График показывает, возвращают характеристики потерь (S11, S22) и изоляция (S12) между портами.

figure;
sf=sparameters(p,linspace(1.6e9,2e9,20));
rfplot(sf);

Постройте шаблон импеданса

Используйте частотный диапазон от 1,5 ГГц до 1,9 ГГц с 20 точками частоты, чтобы построить шаблон импеданса.

figure;
impedance(p,linspace(1.5e9,1.9e9,20),1);
figure;
impedance(p,linspace(1.5e9,1.9e9,20),2);

Заключение

Проект и анализ двойной поляризованной апертуры связались, антенна с помощью Antenna Toolbox соглашается хорошо с отнесенными результатами.

Ссылки

ТЕЗИС, ПРЕДСТАВЛЕННЫЙ АСПИРАНТУРЕ ЕСТЕСТВЕННЫХ НАУК И ПРИКЛАДНЫХ НАУК О БЛИЖНЕВОСТОЧНОМ ТЕХНИЧЕСКОМ УНИВЕРСИТЕТЕ МЕЛТЕМОМ ЙЫЛДЫРЫМОМ. СТРАНИЦА NUMBERS:54-70

Для просмотра документации необходимо авторизоваться на сайте