phased.CrossedDipoleAntennaElement

Элемент антенны пересеченного диполя

Описание

phased.CrossedDipoleAntennaElement Система object™ моделирует элемент антенны crossed-dipole, который используется, чтобы сгенерировать циркулярные поляризованные поля. Антенна пересеченного диполя формируется из двух ортогональных антенн короткого диполя. По умолчанию один диполь простирается вдоль y - оси и другого вдоль z - ось в системе локальной координаты антенны. Можно вращать антенну в yz - плоскость с помощью RotationAngle свойство. Этот объект антенны генерирует правую руку или левую руку циркулярные поляризованные поля, или линейно поляризованные поля управляли использованием Polarization свойство. Эти поля чисты вдоль x - ось (заданный азимутом на 0 ° и углами вертикального изменения на 0 °).

Вычислить ответ элемента антенны:

  1. Создайте phased.CrossedDipoleAntennaElement объект и набор его свойства.

  2. Вызовите объект с аргументами, как будто это была функция.

Чтобы узнать больше, как Системные объекты работают, смотрите то, Что Системные объекты? MATLAB.

Создание

Описание

antenna = phased.CrossedDipoleAntennaElement создает пересеченный диполь antenna со значениями свойств по умолчанию.

пример

antenna = phased.CrossedDipoleAntennaElement(Name,Value) создает пересеченный диполь antenna с каждым заданным набором свойств к заданному значению. Можно задать дополнительные аргументы пары "имя-значение" в любом порядке как (Name1, Value1..., NameN, ValueN).

Свойства

развернуть все

Если в противном случае не обозначено, свойства являются ненастраиваемыми, что означает, что вы не можете изменить их значения после вызова объекта. Объекты блокируют, когда вы вызываете их и release функция разблокировала их.

Если свойство является настраиваемым, можно изменить его значение в любое время.

Для получения дополнительной информации об изменении значений свойств смотрите Разработку системы в MATLAB Используя Системные объекты (MATLAB).

Работа частотным диапазоном антенны в виде неотрицательного, с действительным знаком, 1 2 вектор-строка в форме [LowerBound HigherBound]. Элемент антенны не имеет никакого ответа вне заданного частотного диапазона. Модули находятся в Гц.

Типы данных: double

Угол поворота пересеченного диполя в виде скаляра между-45 ° и +45 °. Угол поворота задает угол вращения этих двух диполей вокруг x - ось. Угол поворота измеряется против часовой стрелки вокруг x - ось, смотрящая на к источнику. Значение по умолчанию 0 ° соответствует случаю, где один диполь приезжает z - ось и другой диполь приезжают y - ось. Модули в градусах.

Типы данных: double

Поляризация поля сгенерирована антенной в виде 'RHCP', 'LHCP', или 'Linear'.

  • 'RHCP' – циркулярная правая рука поляризует поле. Горизонтальное поле имеет усовершенствование фазы на 90 ° по сравнению с вертикальным полем.

  • 'LHCP' – циркулярная левая рука поляризует поле. Горизонтальное поле имеет задержку на 90 ° по сравнению с вертикальным полем.

  • 'Linear' – линейно поляризованное поле. Горизонтальные и вертикальные поля находятся в фазе.

Пример: 'Linear'

Типы данных: char | string

Использование

Синтаксис

Описание

пример

RESP = antenna(FREQ,ANG) возвращает ответ напряжения антенны, RESP, на рабочих частотах, заданных в FREQ и в направлениях задан в ANG.

Примечание

Объект выполняет инициализацию в первый раз, когда объект выполняется. Эта инициализация блокирует ненастраиваемые свойства (MATLAB) и входные технические требования, такие как размерности, сложность и тип данных входных данных. Если вы изменяете ненастраиваемое свойство или входную спецификацию, Системный объект выдает ошибку. Чтобы изменить ненастраиваемые свойства или входные параметры, необходимо сначала вызвать release метод, чтобы разблокировать объект.

Входные параметры

развернуть все

Рабочая частота элемента антенны в виде неотрицательного скаляра или неотрицательный, с действительным знаком, 1 L вектором-строкой. Единицы частоты находятся в Гц.

FREQ должен лечь в области значений значений, заданных FrequencyRange или FrequencyVector свойство элемента. В противном случае элемент не производит ответа, и ответ возвращен как –Inf. Большинство объектов элементов использует FrequencyRange свойство за исключением phased.CustomAntennaElement, который использует FrequencyVector свойство.

Пример: [1e8 2e6]

Типы данных: double

Азимут и углы вертикального изменения направлений ответа в виде с действительным знаком, 1 M вектором-строкой или с действительным знаком, 2 M матрицей, где M является количеством угловых направлений. Угловые модули в градусах. Угол азимута должен лечь в области значений-180 ° к 180 °, включительно. Угол вертикального изменения должен лечь в области значений-90 ° к 90 °, включительно.

  • Если ANG 1 M вектором, каждый элемент задает угол азимута направления. В этом случае соответствующий угол вертикального изменения принят, чтобы быть нулем.

  • Если ANG 2 M матрицей, каждый столбец матрицы задает направление в форме [азимут; вертикальное изменение].

Угол азимута является углом между x - ось и проекцией вектора направления на плоскость xy. Этот угол положителен, когда измерено от x - оси к y - ось. Угол вертикального изменения является углом между вектором направления и xy - плоскость. Этот угол положителен, когда измерено к z - ось. См. определение Углов Азимута и Вертикального изменения.

Пример: [110 125; 15 10]

Типы данных: double

Выходные аргументы

развернуть все

Ответ напряжения антенны, возвращенной как структура MATLAB с полями H и VH и V содержите ответы для горизонтальных и вертикальных компонентов поляризации полей излучения, соответственно. Оба H и V с комплексным знаком, M-by-L матрицы. M представляет количество углов, заданных в ANG, и L представляет количество частот, заданных в FREQ.

Типы данных: double

Функции объекта

Чтобы использовать объектную функцию, задайте Системный объект как первый входной параметр. Например, чтобы выпустить системные ресурсы Системного объекта под названием obj, используйте этот синтаксис:

release(obj)

развернуть все

directivityНаправленность антенны или элемента преобразователя
isPolarizationCapableВозможность поляризации элемента антенны
patternПостройте антенну или направленность элемента преобразователя и шаблоны
patternAzimuthПостройте антенну или направленность элемента преобразователя и шаблон по сравнению с азимутом
patternElevationПостройте антенну или направленность элемента преобразователя и шаблон по сравнению с вертикальным изменением
stepЗапустите алгоритм Системного объекта
releaseВысвободите средства и позвольте изменения в значениях свойств Системного объекта и введите характеристики
resetСбросьте внутренние состояния Системного объекта

Примеры

свернуть все

Найдите ответ антенны пересеченного диполя в опорном направлении, азимуте на 0 ° и вертикальном изменении на 0 °, и вне опорного направления в азимуте на 30 ° и вертикальном изменении на 0 °. Антенна действует на уровне 250 МГц.

antenna = phased.CrossedDipoleAntennaElement('FrequencyRange',[100 900]*1e6);
ang = [0 30;0 0];
fc = 250e6;
resp = antenna(fc,ang);
disp(resp.H)
   0.0000 - 1.2247i
   0.0000 - 1.0607i
disp(resp.V)
   -1.2247
   -1.2247

Постройте шаблоны ответа антенны пересеченного диполя, используемой в радаре L-полосы с частотным диапазоном между 1-2 ГГц. Во-первых, настройте радарные параметры и получите вертикальные и горизонтальные ответы поляризации в пяти различных направлениях, заданных углами вертикального изменения-30,-15, 0, 15 и 30 градусов, все под 0 углами азимута степеней. Ответы вычисляются на рабочей частоте 1,5 ГГц.

antenna = phased.CrossedDipoleAntennaElement('FrequencyRange',[1,2]*1e9);
fc = 1.5e9;
resp = antenna(fc,[0,0,0,0,0;-30,-15,0,15,30]);
[resp.V, resp.H]
ans = 5×2 complex

  -1.0607 + 0.0000i   0.0000 - 1.2247i
  -1.1830 + 0.0000i   0.0000 - 1.2247i
  -1.2247 + 0.0000i   0.0000 - 1.2247i
  -1.1830 + 0.0000i   0.0000 - 1.2247i
  -1.0607 + 0.0000i   0.0000 - 1.2247i

Затем постройте 3-D график объединенного ответа поляризации.

pattern(antenna,fc,-180:180,-90:90,'CoordinateSystem','polar', ...
    'Type','powerdb','Polarization','combined')

Вычислите направленность элемента антенны пересеченного диполя в нескольких различных направлениях.

Создайте системный объект элемента антенны пересеченного диполя.

antenna = phased.CrossedDipoleAntennaElement;

Установите углы интереса быть в нулевых степенях постоянным углом вертикального изменения. Семь углов азимута сосредоточены вокруг опорного направления (нулевой азимут степеней, и обнулите вертикальное изменение степеней). Установите желаемую частоту на 1 ГГц.

ang = [-30,-20,-10,0,10,20,30; 0,0,0,0,0,0,0];
freq = 1e9;

Вычислите направленность вдоль постоянного сокращения вертикального изменения.

d = directivity(antenna,freq,ang)
d = 7×1

    1.1811
    1.4992
    1.6950
    1.7610
    1.6950
    1.4992
    1.1811

Создайте элемент антенны пересеченного диполя, который действует в частотном диапазоне от 100 МГц до 1,5 ГГц. Затем постройте 3-D полярный шаблон степени для горизонтального компонента поляризации. Примите, что антенна действует на уровне 1 ГГц.

antenna = phased.CrossedDipoleAntennaElement('FrequencyRange',[100 1500]*1e6);
fc = 1e9;
pattern(antenna,fc,-180:180,-90:90,'Type','powerdb', ...
    'CoordinateSystem','polar','Polarization','H')

Затем постройте вертикальный компонент поляризации.

pattern(antenna,fc,-180:180,-90:90,'Type','powerdb', ...
    'CoordinateSystem','polar','Polarization','V')

Создайте элемент антенны пересеченного диполя. Затем постройте шаблон горизонтальной составляющей полевой величины под углом вертикального изменения 0 градусов. Примите антенну, рабочая частота составляет 1 ГГц. Ограничьте ответ на область значений углов азимута от-70 до 70 градусов в области 0,1 шага степени.

antenna = phased.CrossedDipoleAntennaElement('FrequencyRange',[0.5 1.5]*1e9);
fc = 1e9;
pattern(antenna,fc,-70:0.1:70,0,'Type','efield', ...
    'CoordinateSystem','polar','Polarization','combined')

Создайте антенну пересеченного диполя. Примите, что антенна работает между 1 и 2 ГГц, и ее рабочая частота составляет 1,5 ГГц. Затем постройте направленность в постоянном азимуте 0.

antenna = phased.CrossedDipoleAntennaElement('FrequencyRange',[1e9 2e9]);
fc = 1.5e9;
pattern(antenna,fc,0,-90:90,'Type','directivity', ...
    'CoordinateSystem','rectangular')

Направленность максимальна в 0 вертикальное изменение и достигает значения приблизительно 1,75 дБ.

Постройте шаблон направленности азимута антенны пересеченного диполя при двух различных вертикальных изменениях: 0 и30. Примите, что рабочая частота составляет 500 МГц.

fc = 500e6;
antenna = phased.CrossedDipoleAntennaElement('FrequencyRange',[100,900]*1e6);
patternAzimuth(antenna,fc,[0 30])

Постройте ограниченный диапазон углов азимута с помощью Azimuth параметр. Заметьте изменение по своим масштабам.

patternAzimuth(antenna,fc,[0 30],'Azimuth',[-20:20])

Постройте шаблон направленности вертикального изменения антенны пересеченного диполя в двух различных азимутах: 45 и 55. Примите, что рабочая частота составляет 500 МГц.

fc = 500e6;
sCD = phased.CrossedDipoleAntennaElement('FrequencyRange',[100,900]*1e6);
patternElevation(sCD,fc,[45 55])

Постройте уменьшаемую область значений углов вертикального изменения с помощью Elevation параметр. Заметьте изменение по своим масштабам.

patternElevation(sCD,fc,[45 55],'Elevation',-20:20)

В этом примере показано, как создать антенну пересеченного диполя, действующую между 100 и 900 МГц и затем как построить ее вертикальный и горизонтальный ответ поляризации на уровне 250 МГц в форме 3-D полярного графика.

antenna = phased.CrossedDipoleAntennaElement(...
    'FrequencyRange',[100 900]*1e6);
pattern(antenna,250e6,-180:180,-90:90,'CoordinateSystem','polar','Polarization','V', ...
    'Type','powerdb')

Шаблон антенны компонента вертикальной поляризации является почти изотропным и имеет максимум в 0 вертикальное изменение и 0 азимут, как показано в фигуре выше.

Постройте горизонтальный ответ поляризации антенны. Шаблон горизонтального ответа поляризации также имеет максимум в 0 вертикальное изменение и 0 азимут, но никакой ответ в ±90 азимут.

pattern(antenna,250e6,-180:180,-90:90,'CoordinateSystem','polar','Polarization','H', ...
    'Type','powerdb')

Покажите что phased.CrossedDipoleAntennaElement элемент антенны поддерживает поляризацию.

antenna = phased.CrossedDipoleAntennaElement;
isPolarizationCapable(antenna)
ans = logical
   1

Возвращенное значение 1 показывает, что элемент антенны пересеченного диполя поддерживает поляризацию.

Создайте элемент антенны пересеченного диполя, спроектированный, чтобы действовать в частотном диапазоне от 100 МГц до 1,5 ГГц. Примите, что поляризация линейна. Вращайте антенну-45 градусами. Постройте 3-D полярный шаблон степени для горизонтальных и вертикальных компонентов поляризации на уровне 1 ГГц.

antenna = phased.CrossedDipoleAntennaElement('FrequencyRange',[100 1500]*1e6, ...
   'RotationAngle',-45.0,'Polarization','Linear');
fc = 1e9;
pattern(antenna,fc,-180:180,-90:90,'Type','powerdb','Normalize',false, ...
    'CoordinateSystem','polar','Polarization','H')

Затем постройте вертикальный компонент поляризации.

pattern(antenna,fc,-180:180,-90:90,'Type','powerdb','Normalize',false, ...
    'CoordinateSystem','polar','Polarization','V')

Алгоритмы

Общий ответ элемента антенны пересеченного диполя является комбинацией своей частотной характеристики и пространственного ответа. phased.CrossedDipoleAntennaElement вычисляет оба ответа с помощью самой близкой соседней интерполяции, и затем умножает ответы, чтобы сформировать общий ответ.

Ссылки

[1] Мотт, H., антенны для радара и Communications, John Wiley & Sons, 1992.

Расширенные возможности

Введенный в R2013a

Для просмотра документации необходимо авторизоваться на сайте