Блейд-диполь

Разделите диполи, или цилиндрические дубликаты имеют значительный емкостный компонент к его импедансу и обычно обладают узкой пропускной способностью импеданса. Известно, что расширение диполя или утолщение цилиндрических поперечных сечений облегчают подобранности импедансов по более широкому частотному диапазону [1]. Эти широкие диполи, известны как блейд-диполи. Мы смоделируем такой блейд-диполь в этом примере [2].

L = 117e-3;         % Total half-length of blade dipole
W = 140e-3;         % Width of blade dipole
Ld = 112e-3;        % Half-length excluding impedance match taper
fw = 3e-3;          % Feed width
g = 3e-3;           % Feed gap

bladeDipole = dipoleBlade('Length', L, 'width', W);

Блейд-диполь состоит из двух идентичных металлических ручек, которые включают клиновидный раздел близко к каналу. Клиновидный раздел гарантирует лучшую подобранность импедансов 50 $$\Omega$$.

figure
show(bladeDipole)

Вычислите отражательный коэффициент блейд-диполя

Хороший способ изучить качество соответствия импеданса, в этом случае к 50 $$\Omega$$, должен изучить отражательный коэффициент антенны. Мы выбираем частотный диапазон от 200 МГц до 1,2 ГГц и вычисляем S-параметры антенны.

fmin = 0.2e9;
fmax = 1.2e9;
Nfreq = 21;
freq = linspace(fmin,fmax,Nfreq);
s_blade = sparameters(bladeDipole,freq);

Сравните с тонким диполем

Чтобы изучить различие между производительностью блейд-диполя и традиционного тонкого диполя, создайте типичный диполь из библиотеки Antenna Toolbox с той же общей длиной как блейд-диполь, но с шириной, совпадающей с feedwidth, т.е. 3 мм. Вычислите и постройте отражательный коэффициент обоих диполей.

thinDipole = dipole;
thinDipole.Length = 2*L;
thinDipole.Width = fw;
s_thin = sparameters(thinDipole,freq);
figure
rfplot(s_blade,1,1);
hold on
rfplot(s_thin,1,1)
legend('Blade Dipole','Thin Dipole')
title('Bandwidth Enhancement with Blade Dipole')

Создайте 2 X 2 массива блейд-диполей на Боге GroundPlane

Такие блейд-диполи могут использоваться в качестве базовых блоков для модульных массивов [2].

Создайте блейд-диполь, поддержанный бесконечным Присвоением отражателя блейд-диполь как возбудитель к отражателю бесконечной степени. Диполь расположен на плоскость X-Y (z=0).

bladeDipole.Tilt = 90;
bladeDipole.TiltAxis = [0 1 0];
ref = reflector;
ref.Exciter = bladeDipole;
ref.GroundPlaneLength = inf;
ref.GroundPlaneWidth = inf;
ref.Spacing = 120e-3;
figure
show(ref);

Создайте прямоугольный массив с поддержанным диполем отражателя, Делают 2 X, 2 прямоугольных массива с отражателем поддержали блейд-диполь. Интервалы между элементами выбраны для центра полосы. Эта сила вводит скрипучие лепестки, поскольку интервал становится приблизительно 0,81 $$\lambda$$ на уровне 1 ГГц. Однако для несканирования приложений этот больший интервал не должен вызывать проблемы.

ref_array = rectangularArray;
ref_array.Element = ref;
ref_array.RowSpacing = 245e-3;
ref_array.ColumnSpacing = 245e-3;
figure
show(ref_array);

Вычислите активный отражательный коэффициент

Для маленького 2 X 2 массива, каждый элемент испытывает ту же среду. Поэтому активный отражательный коэффициент любого из элементов должен быть достаточным, чтобы изучить соответствующую производительность.

s_array = sparameters(ref_array,freq);
figure
rfplot(s_array,1,1)
title('Active Element Reflection Coefficient')

Блейд-диполь в 2 X 2 массива продолжает показывать широкополосную производительность. Пропускная способность приблизительно 2.6:1, измерена как отношение самого высокого к самой низкой частоте, на которой отражательная содействующая кривая пересекает-10 дБ.

Ссылки

[1] К. А. Баланис, теория антенны. Анализ и проектирование, Вайли, Нью-Йорк, 3-й выпуск, 2005.

[2] В. Ийер, С. Макаров, Ф. Некугэр, "На широкополосном модульном проектировании небольших массивов плоских диполей", Антенны IEEE и Общество Распространения Международный Симпозиум (APSURSI), pp.1-4, 11-17 июля 2010.