helix

Создайте спиральную или коническую спиральную антенну на наземной плоскости

Описание

Используйте helix объект создать спиральную или коническую спиральную антенну на круговой наземной плоскости. Спиральная антенна является общим выбором в спутниковой связи.

Ширина полосы связана с диаметром эквивалентного цилиндра уравнением

w=2d=4r

где:

  • w является шириной полосы.

  • d является диаметром эквивалентного цилиндра.

  • r является радиусом эквивалентного цилиндра.

Для данного цилиндрического радиуса используйте cylinder2strip служебная функция, чтобы вычислить эквивалентную ширину. Спиральная антенна по умолчанию питается концом. Круговая наземная плоскость находится на плоскости X-Y. Обычно спиральные антенны используются в осевом режиме. В этом режиме спиральная окружность сопоставима с операционной длиной волны, и спираль имеет максимальную направленность вдоль своей оси. В режиме normal mode спиральный радиус мал по сравнению с операционной длиной волны. В этом режиме спираль излучает разворот, то есть, в плоском перпендикуляре к его оси. Основное уравнение для спирали

x=rcos(θ)y=rsin(θ)z=Sθ

где

  • r является радиусом спирали.

  • θ является углом намотки.

  • S является интервалом между поворотами.

Для данного угла тангажа в градусах, используйте helixpitch2spacing служебная функция, чтобы вычислить интервал между поворотами в метрах.

Примечание

В массиве спиральных антенн круговая наземная плоскость спирали преобразована в прямоугольную наземную плоскость.

Создание

Описание

ant = helix создает спиральную антенну, действующую в осевом режиме. Антенна по умолчанию управляет приблизительно 2 ГГц.

пример

ant = helix(Name,Value) свойства наборов с помощью одной или нескольких пар "имя-значение". Например, ant = helix('Radius',28e-03) создает спираль с поворотами радиуса 28e-03 m.

Выходные аргументы

развернуть все

Спиральная антенна, возвращенная как helix объект.

Свойства

развернуть все

Радиус поворотов в виде положительного скалярного целого числа в метрах или двух векторах элемента с каждым модулем элемента в метрах. В двухэлементном векторе первый элемент задает радиус закругления дна канавки записи, и второй элемент задает главный радиус конической спиральной антенны.

Пример: 'Radius',[28e-03 30e-03]

Пример: ant.Radius = [28e-03 30e-03]

Типы данных: double

Разделите ширину в виде скаляра в метрах.

Примечание

Ширина полосы должна быть меньше 'Radius'/5 и больше, чем 'Radius'/250. [4]

Пример: 'Width',5

Пример: ant.Width = 5

Типы данных: double

Количество поворотов спирали в виде скаляра.

Пример: 'Turns',2

Пример: ant.Turns = 2

Типы данных: double

Разрядка между поворотами в виде скаляра в метрах.

Пример: 'Spacing',1.5

Пример: ant.Spacing = 1.5

Типы данных: double

Направление спиральных поворотов (обмотки) в виде 'CW' или 'CCW'.

Пример: 'WindingDirection', CW

Пример: ant.WindingDirection = CW

Типы данных: char | string

Оснуйте плоский радиус в виде скаляра в метрах. По умолчанию наземная плоскость находится на плоскости X-Y и симметрична вокруг начала координат.

Пример: 'GroundPlaneRadius',2.05

Пример: ant.GroundPlaneRadius = 2.05

Типы данных: double

Питание тупиковой высоты от земли в виде скаляра в метрах. B

Пример: 'FeedStubHeight',2.000e-03

Пример: ant.FeedStubHeight = 2.000e-03

Примечание

Значение по умолчанию выбрано, чтобы позволить обратную совместимость.

Типы данных: double

Тип металла, используемого в качестве проводника в виде металлического материального объекта. Можно выбрать любой металл из MetalCatalog или задайте металл по вашему выбору. Для получения дополнительной информации смотрите metal. Для получения дополнительной информации о металлическом запутывающем проводнике смотрите Запутывающий.

Пример: m = metal('Copper'); 'Conductor',m

Пример: m = metal('Copper'); ant.Conductor = m

Смешанные элементы, добавленные к антенне, питаются в виде смешанного указателя на объект элемента. Можно добавить нагрузку где угодно на поверхность антенны. По умолчанию загрузка в начале координат. Для получения дополнительной информации смотрите lumpedElement.

Пример: 'Load',lumpedelement. lumpedelement указатель на объект для загрузки, созданной с помощью lumpedElement.

Пример: ant.Load = lumpedElement('Impedance',75)

Типы данных: double

Угол наклона антенны в виде скаляра или вектора с каждым модулем элемента в градусах. Для получения дополнительной информации смотрите, Вращают Антенны и Массивы.

Пример: 'Tilt',90

Пример: ant.Tilt = 90

Пример: 'Tilt',[90 90], 'TiltAxis',[0 1 0;0 1 1] наклоняет антенну в 90 градусах об этих двух осях, заданных векторами.

Примечание

wireStack объект антенны только принимает, что точечный метод изменяет свои свойства.

Типы данных: double

Наклонная ось антенны в виде:

  • Трехэлементный вектор из Декартовых координат в метрах. В этом случае каждая координата в векторе запускается в начале координат и простирается вдоль заданных точек на X-, Y-и осях Z.

  • Две точки на пробеле, каждый заданный как трехэлементные векторы из Декартовых координат. В этом случае антенна вращается вокруг линии, присоединяющейся к двум точкам в пробеле.

  • Вход строки, описывающий простые вращения вокруг одной из основных осей, 'X', 'Y' или 'Z'.

Для получения дополнительной информации смотрите, Вращают Антенны и Массивы.

Пример: 'TiltAxis',[0 1 0]

Пример: 'TiltAxis',[0 0 0;0 1 0]

Пример: ant.TiltAxis = 'Z'

Примечание

wireStack объект антенны только принимает, что точечный метод изменяет свои свойства.

Типы данных: double

Функции объекта

showОтобразите антенну или структуру массива; отобразите форму как заполненную закрашенную фигуру
infoОтобразите информацию об антенне или массиве
axialRatioКоэффициент эллиптичности антенны
beamwidthШирина луча антенны
chargeРаспределение заряда на металлической или диэлектрической антенне или поверхности массивов
currentРаспределение тока на металлической или диэлектрической антенне или поверхности массивов
designСпроектируйте прототипную антенну или массивы для резонанса на заданной частоте
efficiencyКПД излучения антенны
EHfieldsЭлектрические и магнитные поля антенн; Встроенные электрические и магнитные поля антенного элемента в массивах
impedanceВходной импеданс антенны; отсканируйте импеданс массива
meshПоймайте в сети свойства металлической или диэлектрической антенны или структуры массива
meshconfigИзмените режим mesh структуры антенны
optimizeОптимизируйте антенну или массив с помощью оптимизатора SADEA
patternДиаграмма направленности и фаза антенны или массива; Встроенный шаблон антенного элемента в массиве
patternAzimuthШаблон азимута антенны или массива
patternElevationШаблон вертикального изменения антенны или массива
returnLossВозвратите потерю антенны; отсканируйте возвращают потерю массива
sparametersS-объект-параметра
vswrНапряжение постоянное отношение волны антенны

Примеры

свернуть все

Создайте и просмотрите спиральную антенну, которая имеет 28-миллиметровый радиус поворота, 1,2-миллиметровую ширину полосы и 4 поворота.

hx = helix('Radius',28e-3,'Width',1.2e-3,'Turns',4)
hx = 
  helix with properties:

               Radius: 0.0280
                Width: 0.0012
                Turns: 4
              Spacing: 0.0350
     WindingDirection: 'CCW'
       FeedStubHeight: 1.0000e-03
    GroundPlaneRadius: 0.0750
            Conductor: [1x1 metal]
                 Tilt: 0
             TiltAxis: [1 0 0]
                 Load: [1x1 lumpedElement]

show(hx)

Figure contains an axes. The axes with title helix antenna element contains 4 objects of type patch, surface. These objects represent PEC, feed.

Постройте диаграмму направленности спиральной антенны.

hx = helix('Radius',28e-3,'Width',1.2e-3,'Turns',4);
pattern(hx,1.8e9);

Figure contains an axes and other objects of type uicontrol. The axes contains 4 objects of type patch, surface.

Вычислите интервал спирали, которая имеет тангаж 12 градусов и радиуса, который варьируется от 20 мм до 22 мм с шагом 0,5 мм.

s = helixpitch2spacing(12,20e-3:0.5e-3:22e-3)
s = 1×5

    0.0267    0.0274    0.0280    0.0287    0.0294

Постройте диаграмму направленности спиральной антенны с прозрачностью, заданной как 0,5.

p = PatternPlotOptions
p = 
  PatternPlotOptions with properties:

      Transparency: 1
         SizeRatio: 0.9000
    MagnitudeScale: []
     AntennaOffset: [0 0 0]

p.Transparency = 0.5;
ant = helix;
pattern(ant,2e9,'patternOptions',p)

Figure contains an axes and other objects of type uicontrol. The axes contains 4 objects of type patch, surface.

Чтобы изучить эффект Прозрачности, выбрал Overlay Antenna в графике диаграммы направленности.

Эта опция накладывает спиральную антенну на диаграмме направленности.

Ссылки

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

[2] Volakis, Джон. Руководство разработки антенны, 4-й Эд. Нью-Йорк: McGraw-Hill, 2007.

[3] Чжан, Ян, К. Динг, Дж. Чен, С. Лу, Цз. Чжу и Л. Л. Ченг. “Параметрическое Исследование Спиральной Антенны для Спутниковой связи S-полосы”. 9-й Международный Симпозиум по Распространению Антенны и Теории EM (ISAPE). 2010, стр 193–196.

[4] Дьердьевич, A.R., Zajic, A.G., Илич, M. M. Stuber, G.L. “Оптимизация Спиральных антенн (Notebook Antenna Designer)” Антенны IEEE и Журнал Распространения. Декабрь 2006, стр 107, стр 115.

Представленный в R2015a
Для просмотра документации необходимо авторизоваться на сайте