Поверхностный анализ

Распределение заряда

Поток зарядов на поверхности антенны определяет поверхностные токи антенны. Для антенн, чтобы изойти, должно быть ускорение или замедление зарядов. Замедление зарядов вызывается из-за наращивания зарядов в конце провода, который приводит к разрывам импеданса. Этот механизм создает электромагнитное излучение. Накопление зарядов варьируется согласно времени и структуре антенны.

Накопление зарядов используется во многих отношениях. Если вы вычисляете импеданс этой антенны монополя с помощью функции импеданса, вы получаете следующий график:

m = monopole
impedance(m,20e6:1e6:120e6)

Можно заметить, что первый резонанс на уровне приблизительно 71 МГц. Чтобы понизить резонансную частоту, повторно вычислите высоту монополя к длине волны четверти. Частота операции также ниже. Вам, должно быть, также придется увеличить размер соответствующей наземной плоскости. Это увеличение размера означает, что, чтобы достигнуть подобной производительности на более низкой частоте, вам нужна большая антенна. Этот подход не возможен из-за ограничений физического пространства.

В качестве альтернативы можно использовать то, что антенны имеют накопление заряда. Если вы предоставляете соответствующую структурную модификацию антенне, заряды накапливаются. Для антенны монополя можно включить накопление заряда путем добавления цилиндра в монополь. Теперь, если вы вычисляете импеданс антенны с помощью цилиндра, график:

mt = monopoleTopHat
impedance(mt,20e6:1e6:120e6)

Все размерности этой антенны - то же самое как монополь. Первый резонанс антенны составляет приблизительно 45 МГц. Чтобы просмотреть накопленные заряды на монополе цилиндра, используйте charge функция:

Увеличение емкости понижает частоту антенны. Путем хранения физического тома антенны тем же самым смещена резонансная точка.

Увеличение размерностей цилиндра обеспечивает больше площади поверхности для зарядов, чтобы накопиться. Больше накопления заряда увеличивает емкость и продвигает резонансную частоту ниже. Например:

mt.TopHatLength = 0.35
mt.TopHatWidth = 0.35
impedance(mt,20e6:1e6:120e6)

Резонанс антенны далее уменьшает приблизительно до 40 МГц.

Распределение тока

Типичная поверхность антенны имеет текущее течение на нем. Поведение текущей поверхности антенны зависит от частоты входного источника, геометрии антенны и свойств материала антенны. Ток является вектором и пространственно связан со структурой антенны. В дипольной антенне максимальное распределение тока посреди антенны и минимума находится к концу:

d = dipole;
current(d,70e6)

То же самое верно для спиральной антенны:

s = spiralEquiangular;
current(s,4e9)

Закрашенная фигура также показывает распределение тока классики λ/2 открыто-открытый резистор. Два конца закрашенной фигуры представляют разомкнутую цепь, поскольку ток как минимум.

pm = patchMicrostrip;
current(pm,1.75e9)

Пространственные отношения между током и структурой антенны называют режимом.

Ссылки

[1] Balanis, C.A. Теория антенны. Анализ и проектирование, 3-й Эд. Нью-Йорк: Вайли, 2005.

[2] Макаров, С.Н. Антенна и Моделирование EM с MATLAB, Нью-Йорк: Wiley & Sons, 2002, p. 66.

Для просмотра документации необходимо авторизоваться на сайте