Создание антенной решетки с использованием антенных элементов

Создайте прямоугольную антенную решетку по умолчанию с помощью rectangularArray элемент в библиотеке массива. По умолчанию решетка использует диполь в качестве антенного элемента.

ra = rectangularArray

ra = 
  rectangularArray with properties:

           Element: [1x1 dipole]
              Size: [2 2]
        RowSpacing: 2
     ColumnSpacing: 2
           Lattice: 'Rectangular'
    AmplitudeTaper: 1
        PhaseShift: 0
              Tilt: 0
          TiltAxis: [1 0 0]

Визуализация макета массива

Используйте layout функция для построения графика положения элементов массива в плоскости x-y. По умолчанию прямоугольный массив является 4-элементным дипольным массивом в прямоугольной решетке 2x2.

layout(ra)

Визуализация геометрии массива

Используйте show функция для просмотра структуры прямоугольной антенной решетки.

show(ra)

График диаграммы направленности массива

Используйте pattern функция для построения диаграммы направленности прямоугольной матрицы. Картина излучения - это пространственное распределение мощности матрицы. Шаблон отображает направленность или коэффициент усиления массива. По умолчанию функция шаблона отображает направленность массива.

pattern(ra,70e6)

Печать образца массива по азимуту и отметкам

Использовать patternAzimuth и patternElevation функции для построения графика по азимуту и рельефу прямоугольного массива. Эти две картины представляют собой 2D картину излучения матрицы на заданной частоте.

patternAzimuth(ra,70e6)

figure
patternElevation(ra,70e6)

Вычисление направленности массива

Направленность - это способность матрицы излучать мощность в конкретном направлении. Его можно определить как отношение максимальной интенсивности излучения в нужном направлении к средней интенсивности излучения во всех остальных направлениях. Используйте pattern для вычисления направленности прямоугольного массива.

[Directivity] = pattern(ra,70e6,0,90)

Directivity = -39.2495

Вычислить поля EH массива

Используйте EHfields для вычисления полей EH прямоугольного массива. Поля EH представляют собой компоненты x, y и z электрического и магнитного полей матрицы. Эти компоненты измеряются на определенной частоте и в определенных точках пространства.

[E,H] = EHfields(ra,70e6,[0;0;1])

E = 3×1 complex

   0.0000 + 0.0000i
   0.0009 + 0.0015i
  -1.3393 - 0.0711i

H = 3×1 complex
10-5 ×

  -0.1016 - 0.1843i
   0.0000 + 0.0000i
   0.0000 + 0.0000i

Печать различных поляризаций массива

Используйте пару Имя-значение поляризации (Polarization name-value) в функции массива для построения графика различных шаблонов поляризации прямоугольного массива. Поляризация - это ориентация электрического поля или E-поля матрицы. Поляризация классифицируется как эллиптическая, линейная или круговая. Этот пример показывает левостороннюю кругово поляризованную (LHCP) картину излучения прямоугольной матрицы.

pattern(ra,70e6,'Polarization','LHCP')

Расчет ширины луча массива

Используйте beamwidth для вычисления ширины луча прямоугольного массива. Ширина луча массива - это угловая мера покрытия массива. Угол ширины луча измеряется в плоскости, которая содержит направление основного лепестка матрицы.

[bw,angles] = beamwidth(ra,70e6,0,1:1:360)

bw = 2×1

   44.0000
   44.0000

angles = 2×2

    28    72
   108   152

Расчет импеданса сканирования массива

Используйте impedance для вычисления и построения графика входного импеданса прямоугольной матрицы. Активный импеданс, или полное сопротивление сканирования, является входным импедансом каждого антенного элемента в решетке, когда все элементы возбуждены.

impedance(ra,60e6:1e6:70e6)

Можно также просмотреть импеданс всех четырех элементов, изменив количество элементов на графике с 1 на 1:4. См. рисунок.

Вычислить коэффициент отражения массива

Используйте sparameters для вычисления значения S11 прямоугольного массива. S11 значение дает коэффициент отражения массива.

S = sparameters(ra,60e6:1e6:70e6,72)

S = 
  sparameters: S-parameters object

       NumPorts: 4
    Frequencies: [11x1 double]
     Parameters: [4x4x11 double]
      Impedance: 72

  rfparam(obj,i,j) returns S-parameter Sij

rfplot(S)

Вычислить потери массива при возврате

Используйте returnLoss для вычисления и построения графика потерь при возврате прямоугольного массива.

returnLoss(ra,60e6:1e6:70e6,72)

Также можно просмотреть потери возврата всех четырех элементов, изменив количество элементов на графике с 1 на 1:4. См. рисунок.

Вычислить расходы и текущее распределение массива

Используйте charge и current для вычисления распределения заряда и тока на прямоугольной поверхности массива.

charge(ra,70e6)

figure
current(ra,70e6)

Вычислить коэффициент корреляции массива

Используйте correlation для вычисления коэффициента корреляции прямоугольного массива. Коэффициент корреляции представляет собой соотношение между входящими сигналами в антенных портах в решетке.

correlation(ra,60e6:1e6:70e6,1,2)

Изменение размера массива и визуализация макета

Используйте свойство «Size» прямоугольного массива, чтобы изменить его на 16-элементный дипольный массив.

ra.Size = [4 4];
show(ra)

Изменить интервал элементов массива на неоднородный

Используйте свойства RowSpacing и ColumnSpacing прямоугольной решетки для изменения интервала между антенными элементами.

ra.RowSpacing = [ 1.1 2 1.2];
ra.ColumnSpacing =[0.5 1.4 2]

ra = 
  rectangularArray with properties:

           Element: [1x1 dipole]
              Size: [4 4]
        RowSpacing: [1.1000 2 1.2000]
     ColumnSpacing: [0.5000 1.4000 2]
           Lattice: 'Rectangular'
    AmplitudeTaper: 1
        PhaseShift: 0
              Tilt: 0
          TiltAxis: [1 0 0]

show(ra)

Ссылки

[1] Баланис, С.А. "Теория антенн. Анализ и дизайн ", стр. 514, Вайли, Нью-Йорк, 3-е издание, 2005.