Спроектируйте, визуализируйте и анализируйте антенны
Приложение Antenna Designer позволяет вам спроектировать, визуализировать и анализировать антенны в библиотеке Antenna Toolbox в интерактивном режиме.
Используя это приложение, вы можете:
Выберите антенны на основе общих свойств или эффективности антенны.
Выберите отступающие структуры из галереи отступающих структур.
Визуализируйте антенны на основе частотного и частотного диапазона.
Анализируйте антенны на основе диаграммы направленности, поляризации и пропускной способности.
Экспортируйте выбранные и спроектированные антенны как переменную к рабочей области MATLAB®, или как скрипт или как переменная. Экспортируемый скрипт MATLAB имеет два раздела: Antenna Properties и Antenna Analysis.
Сохраните и загрузите существующую антенну .mat файл к приложению и анализируйте антенну.
Оптимизируйте антенны для различных результатов анализа при данных ограничениях с помощью SADEA или Суррогатных методов оптимизации.
Примечание
Использовать Parallel Computing для SADEA оптимизатор, вам нужен Parallel Computing Toolbox™.
Чтобы использовать Суррогатный алгоритм оптимизации, вам нужен Global Optimization Toolbox.
Панель инструментов MATLAB: Во вкладке Apps, под Signal Processing and Communications, кликают по значку приложения.
Командная строка MATLAB: Войти antennaDesigner.
Antenna Designer открывает пустое полотно.
Выберите и визуализируйте антенну
Щелкнуть
в панели инструментов холста, чтобы выбрать антенну вы хотите анализировать.
Антенна по умолчанию является дипольной антенной.
Можно отфильтровать антенны на основе Radiation шаблон, Polarization, и Bandwidth.
Используя панель инструментов можно также добавить поддержку Cavity или Reflector, отступающий к антеннам.
Можно также задать Design Frequency антенны. Установка этого значения масштабирует антенну, чтобы резонировать на заданной частоте. Можно также настроить антенну с помощью вкладки Antenna Properties во время анализа.
Используйте Reset, чтобы вернуться к настройкам по умолчанию.
Используйте Accept, чтобы анализировать характеристики антенны.
Используйте Cancel, чтобы запуститься.
Галерея антенны
Можно выбрать антенны из ANTENNA GALLERY.
Когда вы фильтруете антенны на основе Radiation шаблон, Polarization, или Bandwidth, галерея антенны отображает серым антенны, которые не принадлежат выбранному фильтру.
Галерея Back Structure
Можно выбрать структуры поддержки антенны из BACKING STRUCTURE GALLERY.
Анализируйте антенну
Можно построить Impedance и S Parameter антенны на основе заданного Frequency Range в Гц.
Можно визуализировать распределение Current на антенне на основе заданного Frequency в Гц.
Можно визуализировать 3D Pattern, AZ Pattern, EL Pattern антенны на основе заданной частоты. Здесь AZ обозначает азимут и EL обозначает вертикальное изменение.
Используйте Export, чтобы просмотреть вашу антенну в рабочем пространстве MATLAB или скрипте MATLAB.
Вручную измените свойства антенны с помощью вкладки Antenna Properties. В этой вкладке можно изменить геометрические свойства антенны, добавить диэлектрическую подложку и металлические проводниковые параметры к антенне, и изменить значение и местоположение загрузки.
Оптимизируйте антенну
Нажмите на Optimize, чтобы открыть холст оптимизатора приложения разработчика антенны.
Используйте OBJECTIVE FUNCTION, чтобы выбрать главную цель оптимизации антенны.
Используйте Design Variables, чтобы ввести переменные, переменные затем заменяются оптимизатором в зависимости от нижних и верхних границ.
Используйте функции Constraints, чтобы ограничить желаемое аналитическое значение функции на антенне.
Используйте Optimizer выбрать между SADEA или Surrogate Opt.
Примечание
Использовать Parallel Computing для SADEA оптимизатор, вам нужен Parallel Computing Toolbox.
Чтобы использовать Суррогатный алгоритм оптимизации, вам нужен Global Optimization Toolbox.
После добавления необходимых значений нажмите Run, чтобы запустить оптимизацию.
Используйте Antenna Designer приложение, чтобы построить диаграмму направленности поддержанной полостью дипольной антенны.
Откройте приложение и нажмите New, чтобы показать дипольную антенну по умолчанию.
От BACKING STRUCTURE GALLERY нажмите Rectangular Cavity, чтобы создать поддержанную полостью дипольную антенну.
Нажать кнопку Принять.
В СКАЛЯРНОМ FREQUENCY ANALYSIS кликните по 3D Шаблону, чтобы вычислить диаграмму направленности поддержанного полостью диполя. Используемая частота по умолчанию составляет 75 МГц. Нажмите Tile, чтобы просмотреть и антенну и диаграмму направленности.
Используйте приложение Antenna Designer, чтобы построить диаграмму направленности антенны микрополосковой линии закрашенной фигуры с диэлектрической подложкой.
Откройте приложение и нажмите New. В разделе ANTENNA GALLERY, под СЕМЕЙСТВОМ ЗАКРАШЕННЫХ ФИГУР, нажимают Microstrip. Нажать кнопку Принять.
На вкладке Antenna Properties измените groundplane длину и groundplane ширину к 0,120 м. Нажмите Apply, чтобы видеть изменения.
Добавьте FR4 диэлектрик как подложка к антенне микрополосковой линии закрашенной фигуры. Чтобы добавить диэлектрик, откройте раздел Substrate и выберите требуемый диэлектрик из Dielectric Catalog отбрасывание-down. Sи Имя подложки к FR4, EpsilonR к 4,8000 и Касательная Потерь к 0,0260. Также добавьте Gold металл как проводник к антенне микрополосковой линии закрашенной фигуры. Чтобы добавить металл, откройте раздел Conductor и выберите требуемый металл из Metal Catalog отбрасывание-down. Можно также использовать пользовательские диэлектрические или металлические материалы путем установки полей: Name, EpsilonR, Loss Tangent, Conductivity и Thickness. Нажмите Apply, чтобы видеть антенну.
Кликните по 3D Шаблону, чтобы построить диаграмму направленности антенны на частоте по умолчанию 1,67 ГГц.
Создайте и экспортируйте discone антенну с помощью приложения Antenna Designer.
В рабочем пространстве MATLAB вы будете видеть экспортируемую антенну. Это в форме .mat файла.
Измените параметры антенны к ниже данных значений в командной строке MATLAB и сохраните .mat файл снова к известной папке.
Rd=55e-3; % Radius of disc Rc1=72.1e-3; % Broad Radius of cone Rc2=1.875e-3; % Narrow Radius of cone Hc=160e-3; % Vertical height of cone Fw=1e-3; % Feed Width S=1.75e-3; % Spacing between cone and disc
Откройте обновленный .mat файл discone антенны с помощью открытого приложения разработчика антенны.
Приложение перезапишет предыдущий discone проект антенны и откроет обновленную discone антенну.
Вычислите S-параметр антенны в заданном частотном диапазоне.
Постройте диаграмму направленности антенны на заданной частоте.
Минимизируйте занятую область дипольной антенны, таким образом, что усиление антенны больше 4 dBi.
Откройте приложение Antenna Designer и примите дипольную антенну по умолчанию.
Анализируйте шаблон антенны. Заметьте, что значение Max для направленности в графике является 2.17 dBi.
Оптимизируйте дипольную антенну
Нажмите на Optimize, чтобы открыть Optimizer холст приложения Antenna Designer.
От ЦЕЛЕВОЙ ФУНКЦИИ выпадающий список выбирает, Минимизирует область. Введите границы для длины и ширины антенны в Design Variables вкладка. Нажмите Apply.
Введите ограничения в Constraints вкладка. Нажмите Apply.
Определите номер итераций к 50. Нажмите Run.
Сначала оптимизатор создает модель.
Затем запускает оптимизацию на основе целевой функции и ограничения.
Нажать кнопку Принять.
Анализируйте антенну снова для 3D шаблона. Смотрите, что значение Max направленности является теперь 4.54 dBi.
Минимизируйте занятую область дипольной антенны, таким образом, что усиление антенны больше 4 dBi.
Откройте приложение Antenna Designer и примите дипольную антенну по умолчанию.
Анализируйте шаблон антенны. Заметьте, что значение Max для направленности в графике является 2.17 dBi.
Оптимизируйте дипольную антенну
Нажмите на Optimize, чтобы открыть Optimizer холст приложения Antenna Designer.
От ЦЕЛЕВОЙ ФУНКЦИИ выпадающий список выбирает, Минимизирует область. Введите границы для длины и ширины антенны в Design Variables вкладка. Нажмите Apply.
Введите ограничения в Constraints вкладка. Нажмите Apply.
Измените Optimizer от SADEA до Суррогата Выбирают. Итерации номера всегда 200, и Параллельные вычисления отображаются серым.
Нажмите Run.
Оптимизация запускается на основе целевой функции и ограничений.
Нажать кнопку Принять.
Анализируйте антенну снова для 3D шаблона. Смотрите, что значение Max направленности является теперь 4.53 dBi.
