Этот пример моделирует инвертированную антенну сектора Амоса, спроектированную в [1]. Антенна сектора является типом направленной антенны с диаграммой направленности, имеющей форму сектора. Слово 'сектор' используется здесь в геометрическом смысле как фрагмент окружности круга, измеренного в градусах.
Антенна состоит из диполя извилины (антенна Франклина) поддержанный отражателем. Усиление антенны зависит от количества вертикально сложенных диполей в извилине. Текущий проект будет использовать 7 сложенных диполей как показано в Fig 5 в [1]. Все другие размерности следуют [1].
dipolearms = [88e-3 71e-3 73e-3 65e-3]; wirewidth = cylinder2strip(1e-3); notchL = 23.8e-3; notchW = 17e-3; spacing = 35.5e-3; GP_length = 660e-3; GP_Width = 75e-3;
Бумага [1] использование дипольная длина 84 мм с 4 мм, питающими разрыв. Antenna Toolbox использует модель канала разрыва дельты. Добавьте питающуюся длину разрыва в длину диполя, приводящего к общей длине 88 мм.
Создайте инвертированную amos антенну сектора.
sector = sectorInvertedAmos('ArmWidth', wirewidth, 'ArmLength', dipolearms, ... 'NotchLength', notchL, 'NotchWidth', notchW,'Spacing', spacing, ... 'GroundPlaneLength', GP_length, 'GroundPlaneWidth', GP_Width); figure; show(sector);
Антенна будет действовать между 2,4 ГГц и 2,5 ГГц. Мы вручную поймали в сети структуру при помощи по крайней мере 10 элементов на длину волны на самой высокой частоте полосы.
lambda = 3e8/2.5e9;
figure;
mesh(sector, 'MaxEdgeLength',lambda/10);
Графики приведенный ниже показ диаграммы направленности антенны в центре полосы WiFi� на уровне 2,45 ГГц. Когда имя антенны подразумевает, диаграмма направленности осветила сектор с минимальным излучением в заднем лепестке. Максимальная направленность является 15.5 dBi, который немного выше, чем 15.4 dBi, о которых сообщают в [1].
figure; pattern(sector, 2.45e9); view(-45,30)
Графики ниже показа срезы диаграмм направленности в двух основных плоскостях.
figure; pattern(sector, 2.45e9, 0, 1:1:360);
figure; pattern(sector, 2.45e9, 1:1:360,0);
Измерьте максимальную направленность под углом вертикального изменения 90 градусов. Было бы важно иметь постоянное значение по целой полосе интереса. График ниже, отображает направленность в зените от 2,4 ГГц до 2,5 ГГц.
freq = linspace(2.4e9, 2.5e9, 11); D = zeros(1,numel(freq)); for m=1:numel(freq) D(m) = pattern(sector, freq(m), 180, 0); end figure; plot(freq./1e9, D); title('Directivity at el = 90'); ylabel('Directivity (dBi)'); xlabel('Frequency (GHz)'); grid on;
График приведенные ниже показы изменение входного импеданса антенны по полосе от 2,4 ГГц до 2,5 ГГц. Сопротивление варьируется между 100 - 400 Омами. Чтобы минимизировать отражения, антенна является соответствующей к импедансу на 200 Ом.
figure impedance(sector, freq);
Другой способ изучить основанные на порте отражательные характеристики состоит в том, чтобы построить напряжение постоянное отношение волны (VSWR), а также отражательный коэффициент, измеренный относительно ссылочного импеданса 200 Ом по целой полосе WiFi. Антенна имеет VSWR приблизительно 2 или меньше и отражательный коэффициент приблизительно-10 дБ или меньше по целому диапазону частот интереса. Это указывает на приемлемое соответствие по полосе WiFi.
figure vswr(sector, freq, 200);
Вычислите отражательный коэффициент с помощью данных S-параметра.
S = sparameters(sector, freq, 200);
figure;
rfplot(S);
title('Reflection coefficient in dB (200 ohms)');
Разработка PIFA для приложений WLAN WiFi™
[1] Инвертированная антенна сектора Амоса для WiFi на 2,4 ГГц, выпуска AntennaX. 130, февраль 2008.