спираль

Создание спиральной или конической спиральной антенны на нулевой плоскости

Описание

Используйте helix создание спиральной или конической спиральной антенны на круговой плоскости заземления. Спиральная антенна является общим выбором в спутниковой связи.

Ширина полосы связана с диаметром эквивалентного цилиндра уравнением

$w = 2d$ = 4r

где:

w - ширина полосы.
d - диаметр эквивалентного цилиндра.
r - радиус эквивалентного цилиндра.

Для заданного радиуса цилиндра используйте cylinder2strip для вычисления эквивалентной ширины. Спиральная антенна по умолчанию имеет конечное питание. Круговая плоскость заземления находится на плоскости X-Y. Обычно спиральные антенны используются в осевом режиме. В этом режиме окружность спирали сравнима с рабочей длиной волны, и спираль имеет максимальную направленность вдоль своей оси. В нормальном режиме радиус спирали мал по сравнению с рабочей длиной волны. В этом режиме спираль излучает широту, то есть в плоскости, перпендикулярной её оси. Основное уравнение для спирали

$\begin{array}{l} x = rcos \\ («») y = \\ rsin \end{array}$ («» «» «» «» «» «» «» «».

где

r - радиус спирали.
λ - угол намотки.
S - интервал между поворотами.

Для заданного угла наклона в градусах используйте helixpitch2spacing утилита для вычисления расстояния между витками в метрах.

Примечание

В матрице спиральных антенн круговая плоскость заземления спирали преобразуется в прямоугольную плоскость заземления.

Создание

Синтаксис

ant = спираль

ant = спираль (имя, значение)

Описание

ant = helix создает спиральную антенну, работающую в осевом режиме. Антенна по умолчанию работает на частоте 2 ГГц.

пример

ant = helix(Name,Value) задает свойства, используя одну или несколько пар имя-значение. Например, ant = helix('Radius',28e-03) создает спираль с витками радиусом 28е-03 м.

Выходные аргументы

развернуть все

`ant` - Спиральная антенна
`helix` объект

Спиральная антенна, возвращенная как helix объект.

Свойства

развернуть все

`Radius` - Радиус витков
`0.0220` (по умолчанию) | положительное скалярное целое | двухэлементный вектор

Радиус витков, заданный как положительное скалярное целое число в метрах или двухэлементный вектор с каждым элементом в метрах. В двухэлементном векторе первый элемент задает нижний радиус, а второй элемент - верхний радиус конической спиральной антенны.

Пример: 'Radius',[28e-03 30e-03]

Пример: ant.Radius = [28e-03 30e-03]

Типы данных: double

`Width` - Ширина полосы
1.0000e-03 (дефолт) | скаляр

Ширина полосы, заданная как скаляр в метрах.

Примечание

Ширина полосы должна быть меньше 'Radius'/ 5 и более 'Radius'/250. [4]

Пример: 'Width',5

Пример: ant.Width = 5

Типы данных: double

`Turns` - Количество витков спирали
3 (по умолчанию) | скаляр

Число витков спирали, указанное как скаляр.

Пример: 'Turns',2

Пример: ant.Turns = 2

Типы данных: double

`Spacing` - Расстояние между витками
0,0350 (по умолчанию) | скаляр

Интервал между поворотами, заданный как скаляр в метрах.

Пример: 'Spacing',1.5

Пример: ant.Spacing = 1.5

Типы данных: double

`WindingDirection` - Направление витков спирали (обмоток)
`'CW'` | `'CCW'`

Направление витков спирали (обмоток), указанное как 'CW' или 'CCW'.

Пример: 'WindingDirection',CW

Пример: ant.WindingDirection = CW

Типы данных: char | string

`GroundPlaneRadius` - Радиус нулевой плоскости
0,0750 (по умолчанию) | скаляр в метрах

Радиус нулевой плоскости, заданный как скаляр в метрах. По умолчанию плоскость основания находится на плоскости X-Y и симметрична относительно начала координат.

Пример: 'GroundPlaneRadius',2.05

Пример: ant.GroundPlaneRadius = 2.05

Типы данных: double

`FeedStubHeight` - Высота шлейфа подачи от земли
1.0000e-03 (дефолт) | скаляр

Высота шлейфа подачи от земли, заданная как скаляр в метрах. B

Пример: 'FeedStubHeight',2.000e-03

Пример: ant.FeedStubHeight = 2.000e-03

Примечание

Значение по умолчанию выбрано для обеспечения обратной совместимости.

Типы данных: double

`Conductor` - Тип металлического материала
`'PEC'` (по умолчанию) | `metal` объект

Тип металла, используемого в качестве проводника, определяемого как объект металлического материала. Вы можете выбрать любой металл из MetalCatalog или укажите металл по своему выбору. Дополнительные сведения см. в разделе metal. Дополнительные сведения о наложении сетки на металлический проводник см. в разделе Создание сетки.

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

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

`Load` - Кусковые элементы
[1x1 lumpedElement] (по умолчанию) | дескриптор объекта «lumped element»

Комкованные элементы, добавленные к подаче антенны, заданные как дескриптор объекта комкованного элемента. Можно добавить нагрузку в любом месте на поверхности антенны. По умолчанию нагрузка находится в начале координат. Дополнительные сведения см. в разделе lumpedElement.

Пример: 'Load',lumpedelement. lumpedelement является дескриптором объекта для нагрузки, созданной с помощью lumpedElement.

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

Типы данных: double

`Tilt` - Угол наклона антенны
`0` (по умолчанию) | скаляр | вектор

Угол наклона антенны, заданный как скаляр или вектор с каждым элементом в градусах. Дополнительные сведения см. в разделе Поворот антенн и массивов.

Пример: 'Tilt',90

Пример: ant.Tilt = 90

Пример: 'Tilt',[90 90],'TiltAxis',[0 1 0;0 1 1] наклоняет антенну на 90 градусов относительно двух осей, определяемых векторами.

Примечание

wireStack антенный объект принимает только точечный метод для изменения его свойств.

Типы данных: double

`TiltAxis` - Ось наклона антенны
`[1 0 0]` (по умолчанию) | трехэлементный вектор декартовых координат | два трехэлементных вектора декартовых координат | `'X'` | `'Y'` | `'Z'`

Ось наклона антенны, заданная как:

Трёхэлементный вектор декартовых координат в метрах. В этом случае каждая координата в векторе начинается в начале координат и лежит вдоль указанных точек на осях X, Y и Z.
Две точки в пространстве, каждая из которых указана как трехэлементные векторы декартовых координат. В этом случае антенна вращается вокруг линии, соединяющей две точки в пространстве.
Строковый ввод, описывающий простые повороты вокруг одной из главных осей, «X», «Y» или «Z».

Дополнительные сведения см. в разделе Поворот антенн и массивов.

Пример: 'TiltAxis',[0 1 0]

Пример: 'TiltAxis',[0 0 0;0 1 0]

Пример: ant.TiltAxis = 'Z'

Примечание

wireStack антенный объект принимает только точечный метод для изменения его свойств.

Типы данных: double

Функции объекта

`show`	Отображение антенной или решетчатой структуры; отобразить форму как заполненный фрагмент
`info`	Отображение информации об антенне или решетке
`axialRatio`	Осевое отношение антенны
`beamwidth`	Ширина луча антенны
`charge`	Распределение заряда на металлической или диэлектрической антенне или на поверхности решетки
`current`	Распределение тока по металлической или диэлектрической антенне или поверхности решетки
`design`	Проектирование прототипа антенны или решеток для резонанса на заданной частоте
`efficiency`	Радиационная эффективность антенны
`EHfields`	электрические и магнитные поля антенн; Встроенные электрические и магнитные поля антенного элемента в решетках
`impedance`	входной импеданс антенны; полное сопротивление сканирования массива
`mesh`	Свойства сетки металлической или диэлектрической антенны или решетки
`meshconfig`	Изменение ячеистого режима структуры антенны
`optimize`	Оптимизация антенны или решетки с помощью оптимизатора SADEA
`pattern`	диаграмма направленности и фаза антенны или решетки; Встроенная диаграмма антенного элемента в решетке
`patternAzimuth`	Азимутальная диаграмма антенны или решетки
`patternElevation`	Схема высот антенны или решетки
`returnLoss`	Обратная потеря антенны; проверка возвращает потерю массива
`sparameters`	Объект S-параметра
`vswr`	Коэффициент стоячей волны напряжения антенны

Примеры

свернуть все

Создание и просмотр спиральной антенны

Открыть сценарий в реальном времени

Создайте и просмотрите спиральную антенну с радиусом поворота 28 мм, шириной полосы 1,2 мм и 4 витками.

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.

Диаграмма направленности спиральной антенны

Открыть сценарий в реальном времени

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.

Расчет расстояния между спиральными антеннами с изменяющимся радиусом

Открыть сценарий в реальном времени

Рассчитайте шаг спирали с шагом 12 градусов и радиусом 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

Диаграмма направленности спиральной антенны

Открыть сценарий в реальном времени

Постройте график диаграммы направленности спиральной антенны с прозрачностью 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 понять эффект прозрачности, выберите Overlay Antenna на графике диаграммы направленности.

Эта опция накладывает спиральную антенну на диаграмму направленности.

Ссылки

[1] Баланис, К. А. Теория антенн. Анализ и дизайн, 3-й ред. Нью-Йорк: Уайли, 2005.

[2] Волакис, Джон. Руководство по антенной инженерии, 4-й ред. Нью-Йорк: Макграу-Хилл, 2007.

[3] Чжан, Янь, К. Дин, Ж. Чен, С. Лу, З. Чжу и Л. Л. Чэн. 9-й Международный симпозиум по распространению антенн и теории ЭМ (ISAPE). 2010, стр 193–196.

[4] Джорджевич, А.Р., Зайич, А.Г., Илич, М.М., Штубер, Г.Л. «Оптимизация спиральных антенн (блокнот конструктора антенн)» IEEE Antennas and Propagation Magazine. Декабрь 2006 г., стр. 107, стр. 115.

См. также

Темы

Поворот антенн и массивов

Представлен в R2015a

Документация

спираль

Описание

Создание

Синтаксис

Описание

Выходные аргументы

`ant` - Спиральная антенна
`helix` объект

Свойства

`Radius` - Радиус витков
`0.0220` (по умолчанию) | положительное скалярное целое | двухэлементный вектор

`Width` - Ширина полосы
1.0000e-03 (дефолт) | скаляр

`Turns` - Количество витков спирали
3 (по умолчанию) | скаляр

`Spacing` - Расстояние между витками
0,0350 (по умолчанию) | скаляр

`WindingDirection` - Направление витков спирали (обмоток)
`'CW'` | `'CCW'`

`GroundPlaneRadius` - Радиус нулевой плоскости
0,0750 (по умолчанию) | скаляр в метрах

`FeedStubHeight` - Высота шлейфа подачи от земли
1.0000e-03 (дефолт) | скаляр

`Conductor` - Тип металлического материала
`'PEC'` (по умолчанию) | `metal` объект

`Load` - Кусковые элементы
[1x1 lumpedElement] (по умолчанию) | дескриптор объекта «lumped element»

`Tilt` - Угол наклона антенны
`0` (по умолчанию) | скаляр | вектор

`TiltAxis` - Ось наклона антенны
`[1 0 0]` (по умолчанию) | трехэлементный вектор декартовых координат | два трехэлементных вектора декартовых координат | `'X'` | `'Y'` | `'Z'`

Функции объекта

Примеры

Создание и просмотр спиральной антенны

Диаграмма направленности спиральной антенны

Расчет расстояния между спиральными антеннами с изменяющимся радиусом

Диаграмма направленности спиральной антенны

Ссылки

См. также

Темы

Документация по панели инструментов антенны

Поддержка

Документация

спираль

Описание

Создание

Синтаксис

Описание

Выходные аргументы

ant - Спиральная антенна helix объект

Свойства

Radius - Радиус витков 0.0220 (по умолчанию) | положительное скалярное целое | двухэлементный вектор

Width - Ширина полосы 1.0000e-03 (дефолт) | скаляр

Turns - Количество витков спирали 3 (по умолчанию) | скаляр

Spacing - Расстояние между витками 0,0350 (по умолчанию) | скаляр

WindingDirection - Направление витков спирали (обмоток) 'CW' | 'CCW'

GroundPlaneRadius - Радиус нулевой плоскости 0,0750 (по умолчанию) | скаляр в метрах

FeedStubHeight - Высота шлейфа подачи от земли 1.0000e-03 (дефолт) | скаляр

Conductor - Тип металлического материала 'PEC' (по умолчанию) | metal объект

Load - Кусковые элементы [1x1 lumpedElement] (по умолчанию) | дескриптор объекта «lumped element»

Tilt - Угол наклона антенны 0 (по умолчанию) | скаляр | вектор

TiltAxis - Ось наклона антенны [1 0 0] (по умолчанию) | трехэлементный вектор декартовых координат | два трехэлементных вектора декартовых координат | 'X' | 'Y' | 'Z'

Функции объекта

Примеры

Создание и просмотр спиральной антенны

Диаграмма направленности спиральной антенны

Расчет расстояния между спиральными антеннами с изменяющимся радиусом

Диаграмма направленности спиральной антенны

Ссылки

См. также

Темы

Документация по панели инструментов антенны

Поддержка

`ant` - Спиральная антенна
`helix` объект

`Radius` - Радиус витков
`0.0220` (по умолчанию) | положительное скалярное целое | двухэлементный вектор

`Width` - Ширина полосы
1.0000e-03 (дефолт) | скаляр

`Turns` - Количество витков спирали
3 (по умолчанию) | скаляр

`Spacing` - Расстояние между витками
0,0350 (по умолчанию) | скаляр

`WindingDirection` - Направление витков спирали (обмоток)
`'CW'` | `'CCW'`

`GroundPlaneRadius` - Радиус нулевой плоскости
0,0750 (по умолчанию) | скаляр в метрах

`FeedStubHeight` - Высота шлейфа подачи от земли
1.0000e-03 (дефолт) | скаляр

`Conductor` - Тип металлического материала
`'PEC'` (по умолчанию) | `metal` объект

`Load` - Кусковые элементы
[1x1 lumpedElement] (по умолчанию) | дескриптор объекта «lumped element»

`Tilt` - Угол наклона антенны
`0` (по умолчанию) | скаляр | вектор

`TiltAxis` - Ось наклона антенны
`[1 0 0]` (по умолчанию) | трехэлементный вектор декартовых координат | два трехэлементных вектора декартовых координат | `'X'` | `'Y'` | `'Z'`