pattern

Диаграмма направленности и фаза антенны или массива; Встроенный шаблон антенного элемента в массиве

свернуть все на странице

Синтаксис

pattern(object,frequency)
pattern(object,frequency,azimuth,elevation)
pattern(___,Name,Value)
[pat,azimuth,elevation] = pattern(object,frequency,azimuth,elevation)
[pat,azimuth,elevation] = pattern(___,Name,Value)

Описание

пример

pattern(object,frequency) строит 3-D диаграмму направленности антенны или объекта массивов по заданной частоте. По умолчанию, в Antenna Toolbox™, радиус далекого поля установлен в 100λ.

pattern(object,frequency,azimuth,elevation) строит диаграмму направленности антенны или объекта массивов использование заданного azimuth и elevation углы.

pattern(___,Name,Value) дополнительные опции использования, заданные одним или несколькими Имя, аргументы пары Значения. Можно использовать любой из входных параметров от предыдущих синтаксисов.

Используйте 'ElementNumber' и 'Termination' свойство вычислить встроенный шаблон антенного элемента в массиве, соединенном с источником напряжения. Исходная модель напряжения состоит из идеального источника напряжения 1 вольта последовательно с исходным импедансом. Встроенный шаблон включает эффект взаимной связи из-за других антенных элементов в массиве.

[pat,azimuth,elevation] = pattern(object,frequency,azimuth,elevation) возвращает значение шаблона, pat, значение антенны или массива возражает на заданной частоте. azimuth и elevation углы, под которыми функция шаблона вычисляет направленность.

[pat,azimuth,elevation] = pattern(___,Name,Value) дополнительные опции использования заданы одним или несколькими Name,Value парные аргументы.

Примеры

свернуть все

Скрипт Open Live Script

Вычислите диаграмму направленности линейной матрицы по умолчанию для частоты 70 МГц.

l = linearArray;
pattern(l,70e6)

Figure contains an axes and other objects of type uicontrol. The axes contains 6 objects of type patch, surface.

Скрипт Open Live Script

Постройте диаграмму направленности спиральной антенны в xz-плоскости.

h = helix; 
pattern (h, 2e9, 0, 1:1:360);

Figure contains an object of type uicontainer.

[pat,azimuth,elevation] = pattern (h, 2e9, 0, 1:1:360);

Вычислите максимум и минимальное значение диаграммы направленности и угла возвышения.

pattern_max = max(max(pat))
pattern_max = 8.6852

pattern_min = min(min(pat))
pattern_min = -11.3782

elevation_max = max(elevation) 
elevation_max = 360

elevation_min = min(elevation) 
elevation_min = 1
Скрипт Open Live Script

Вычислите встроенный шаблон элемента линейной матрицы. Взволнуйте первый антенный элемент в массиве. Отключите все другие антенные элементы с помощью сопротивления на 50 Ом.

l = linearArray;
pattern(l, 70e6,'ElementNumber', 1,'Termination', 50);

Figure contains an axes and other objects of type uicontrol. The axes contains 6 objects of type patch, surface.

Скрипт Open Live Script

Вычислите направленность спиральной антенны.

h = helix;
D = pattern(h, 2e9, 0, 1:1:360);

Показ первых пяти значений направленности.

Dnew = D(1:5)
Dnew = 5×1

   -6.2750
   -6.0599
   -5.8322
   -5.5935
   -5.3455
Скрипт Open Live Script

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.

Скрипт Open Live Script

Постройте диаграмму направленности дипольной антенны в прямоугольной декартовой системе координат.

pattern(dipole, 70e6:10e6:100e6, 0, 90, 'CoordinateSystem', 'rectangular')

Figure contains an axes and other objects of type uicontrol. The axes contains an object of type line.

Значения направленности дипольной антенны

D = pattern(dipole, 70e6:10e6:100e6, 0, 90, 'CoordinateSystem', 'rectangular')
D = 4×1

  -49.6264
  -50.3098
  -49.1815
  -47.0042

Входные параметры

свернуть все

Антенный элемент или элемент массива в виде объекта.

Частота, чтобы вычислить или построить антенну или диаграмму направленности массивов в виде скаляра или вектора с каждым элементом в Гц. Векторные частоты поддерживают систему прямоугольной координаты.

Пример: 70e6

Типы данных: double

Углы азимута и располагающий с интервалами между углами, чтобы визуализировать диаграмму направленности в виде вектора в градусах. Если система координат установлена в UV, то значения U заданы в этом параметре. Значения Вас между -1 к 1.

Пример: 90

Типы данных: double

Углы возвышения и располагающий с интервалами между углами, чтобы визуализировать диаграмму направленности в виде вектора в градусах. Если система координат установлена в UV, то эти V значений заданы в этом параметре. Значения V между -1 к 1.

Пример: 0:1:360

Типы данных: double

Аргументы в виде пар имя-значение

Пример: 'CoordinateSystem'u, v

Задайте дополнительные разделенные запятой пары Name,Value парные аргументы. Name имя аргумента и Value соответствующее значение. Name должен появиться в одинарных кавычках (''Вы можете задать несколько аргументов в виде пар имен и значений в любом порядке, например: Name1, Value1, ..., NameN, ValueN.

Система координат, чтобы визуализировать диаграмму направленности в виде разделенной запятой пары, состоящей из 'CoordinateSystem' и одно из этих значений: 'polar', 'rectangular'u, v .

Пример: 'CoordinateSystem'полярный

Типы данных: char

Количество, чтобы построить в виде разделенной запятой пары, состоящей из 'Type' и одно из этих значений:

  • directivity – Направленность в dBi (антенна без потерь или массив)

  • gain – Получите в dBi (антенна с потерями или массив)

  • efield – Электрическое поле в вольте/метр

  • power – Мощность в ваттах

  • powerdb – Степень в дБ

  • phase – Фаза в градусах.

    Примечание

    Type может только быть установлен в phase когда Polarization обеспечивается.

Значением по умолчанию является 'directivity' для антенны без потерь и 'gain' для антенны с потерями. Вы не можете построить 'directivity' из антенны с потерями.

Пример: 'Type', 'efield'

Типы данных: char

Нормируйте диаграмму направленности по напряжённости поля в виде разделенной запятой пары, состоящей из 'Normalize' и любой true или false.

Пример: 'Normalize'ложь

Типы данных: логический

2D стиль отображения шаблона, когда частота является вектором в виде разделенной запятой пары, состоящей из 'PlotStyle' и одно из этих значений:

  • 'overlay' – Наложите данные о частоте в 2D графике

  • 'waterfall' – Отобразите данные о частоте на графике в графике водопада

Можно использовать это свойство при использовании pattern функция без выходных аргументов.

Пример: 'PlotStyle'водопад

Типы данных: char

Полевая поляризация в виде разделенной запятой пары, состоящей из 'Polarization' и одно из этих значений:

  • 'H' – Горизонтальная поляризация

  • 'V' – Вертикальная поляризация

  • 'RHCP' – Правая круговая поляризация

  • 'LHCP' – Левая круговая поляризация

По умолчанию можно визуализировать объединенную поляризацию.

Пример: 'Polarization', 'RHCP'

Типы данных: char

Антенный элемент в массиве в виде разделенной запятой пары, состоящей из 'ElementNumber' и скаляр. Этот антенный элемент соединяется с источником напряжения.

Примечание

Используйте это свойство вычислить встроенный шаблон массива.

Пример: 'ElementNumber',1

Типы данных: double

Значение импеданса для завершения элемента массива в виде разделенной запятой пары, состоящей из 'Termination' и скаляр. Значение импеданса отключает другие антенные элементы массива при вычислении встроенного шаблона антенны, соединенной с источником напряжения.

Примечание

Используйте это свойство вычислить встроенный шаблон массива.

Пример: 'Termination',40

Типы данных: double

Параметр, чтобы изменить шаблон строит свойства в виде разделенной запятой пары, состоящей из 'patternOptions' и a PatternPlotOptions вывод . Свойства, что можно варьироваться:

  • Transparency

  • SizeRatio

  • AntennaOffset

  • AntennaVisibility

  • MagnitudeScale

Пример: p = PatternPlotOptions('Transparency',0.1); Создайте опцию графика шаблона с прозрачностью 0,1. ant = helix;pattern(ant,2e9,'patternOptions',p); Используйте эту опцию графика шаблона, чтобы визуализировать шаблон спиральной антенны.

Типы данных: double

Выходные аргументы

свернуть все

Диаграмма направленности антенны или массив или встроенный шаблон массива, возвращенного как матрица значений вертикального изменения номера f количеством значений азимута. Шаблон является одним из следующего:

  • directivity – Направленность в dBi (антенна без потерь или массив)

  • gain – Получите в dBi (антенна с потерями или массив)

  • efield – Электрическое поле в вольте/метр

  • power – Мощность в ваттах

  • powerdb – Степень в дБ

Матричный размер является количеством значений вертикального изменения, умноженных на количество значений азимута.

Углы азимута, чтобы вычислить диаграмму направленности, возвращенную как вектор в градусах.

Углы возвышения, чтобы вычислить диаграмму направленности, возвращенную как вектор в градусах.

Больше о

свернуть все

Направленность

Направленность является способностью антенны излучить степень в конкретном направлении. Это может быть задано как отношение максимальной интенсивности излучения в желаемом направлении к средней интенсивности излучения во всех других направлениях. Уравнение для направленности:

D=4πU(θ,ϕ)Prad

где:

  • D является направленностью антенны

  • U является интенсивностью излучения антенны

  • Prad является средней излученной степенью антенны во всех других направлениях

Направленность антенны является безразмерной и вычисляется в децибелах по сравнению с изотропным излучателем (dBi).

Усиление

Усиление антенны зависит от направленности и КПД антенны. Это может быть задано как отношение максимальной интенсивности излучения в желаемом направлении к общей входной мощности антенны. Уравнение для усиления антенны:

G=4πU(θ,ϕ)Pin

где:

  • G является усилением антенны

  • U является интенсивностью излучения антенны

  • Pin является общей входной мощностью к антенне

Если КПД антенны в желаемом направлении является 100%, затем общая входная мощность к антенне равна общей степени, излученной антенной, то есть, Pin=Prad. В этом случае направленность антенны равна усилению антенны.

Фактор массивов и умножение шаблона

Базисом теории массивов является теорема умножения шаблона. Эта теорема утверждает, что объединенный шаблон идентичных элементов массива N описывается как времена шаблона элемента фактор массивов.

Фактор массивов вычисляется с помощью формулы:

AF=∑i=0NV(i)·ej(ksinθcosφ·x(i)+ksinθsinφ·y(i)+kcosθ·z(i))

где:

  • N является числом элементов в массиве.

  • V является приложенным напряжением (амплитуда и фаза) в каждом элементе в массиве.

  • k является номером волны.

  • theta и phi являются углами азимута и вертикальным изменением.

  • x, y, и z являются Декартовы координаты местоположений канала для каждого антенного элемента массива.

Если фактор массивов вычисляется с помощью вышеупомянутого уравнения, можно вычислить диаграмму направленности массива как продукт фактора массивов и диаграмма направленности отдельного антенного элемента массива.

Шаблон массивов = AF* отдельный шаблон антенного элемента

Ссылки

[1] Макаров, Сергей Н. Антенна и они моделирующие в MATLAB. Chapter3, секунда 3.4 3.8. Межнаука Вайли.

[2] Balanis, Теория К.А. Антенны, Анализ и проектирование, Глава 2, секунда 2.3-2.6, Вайли.

Смотрите также

| | | |

Темы

Представленный в R2015a

Документация Antenna Toolbox

Поддержка

Для просмотра документации необходимо авторизоваться на сайте