Exponenta Banner
exponenta event banner

образец

диаграмма направленности и фаза антенны или решетки; Встроенная диаграмма антенного элемента в решетке

свернуть все на странице

Синтаксис

шаблон (объект, частота)
образец (объект, частота, азимут, отметка)
образец (___, имя, значение)
[pat, азимут, отметка] = образец (объект, частота, азимут, отметка)
[pat, азимут, отметка] = образец (___, имя, значение)

Описание

пример

pattern(object,frequency) строит график 3-D диаграммы направленности антенны или объекта решетки на заданной частоте. По умолчанию в Toolbox™ антенн радиус дальнего поля устанавливается равным 100λ.

pattern(object,frequency,azimuth,elevation) строит график диаграммы направленности антенны или объекта-решетки с использованием указанного azimuth и elevation углы.

pattern(___,Name,Value) использует дополнительные параметры, указанные одним или несколькими аргументами пары Name и Value. Можно использовать любой из входных аргументов из предыдущих синтаксисов.

Используйте 'ElementNumber' и 'Termination' свойство для вычисления внедренной диаграммы направленности антенного элемента в решетке, подключенной к источнику напряжения. Модель источника напряжения состоит из идеального источника напряжения 1 В последовательно с импедансом источника. Внедренная диаграмма включает в себя эффект взаимной связи из-за других антенных элементов в решетке.

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

[pat,azimuth,elevation] = pattern(___,Name,Value) использует дополнительные параметры, указанные одним или несколькими Name,Value аргументы пары.

Примеры

свернуть все

Открыть сценарий в реальном времени

Расчет диаграммы 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.

Открыть сценарий в реальном времени

Постройте график диаграммы направленности спиральной антенны в плоскости xz.

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 максимальное и минимальное значения 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
Открыть сценарий в реальном времени

Вычислите внедренный массив элементов линейного массива. Возбуждают первый антенный элемент в решетке. Завершите все остальные антенные элементы, используя сопротивление 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.

Открыть сценарий в реальном времени

Вычислите направленность спиральной антенны.

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

Отображение первых пяти значений направленности.

Dnew = D(1:5)
Dnew = 5×1

   -6.2750
   -6.0599
   -5.8322
   -5.5935
   -5.3455
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.

Открыть сценарий в реальном времени

График диаграммы 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 аргументы

свернуть все

Антенна или элемент решетки, указанный как объект.

Частота для вычисления или построения диаграммы направленности антенны или решетки, заданная как скаляр или вектор с каждым элементом в Гц. Векторные частоты поддерживают прямоугольную систему координат.

Пример: 70e6

Типы данных: double

Азимутальные углы и расстояние между углами для визуализации диаграммы направленности, заданной как вектор в градусах. Если для системы координат задано значение uv, то в этом параметре задаются значения U. Значения U находятся между -1 кому 1.

Пример: 90

Типы данных: double

Углы места и расстояние между углами для визуализации диаграммы направленности, заданные как вектор в градусах. Если для системы координат задано значение uv, то в этом параметре задаются значения V. Значения V находятся между -1 кому 1.

Пример: 0:1:360

Типы данных: double

Аргументы пары «имя-значение»

Пример: 'CoordinateSystem', 'uv'

Укажите дополнительные пары, разделенные запятыми Name,Value аргументы пары. Name является именем аргумента и Value - соответствующее значение. Name должно отображаться внутри отдельных кавычек (''). Можно указать несколько аргументов пары имен и значений в любом порядке как Name1, Value1, ..., NameN, ValueN.

Система координат для визуализации диаграммы направленности, заданная как разделенная запятыми пара, состоящая из 'CoordinateSystem' и одно из этих значений: 'polar', 'rectangular', 'uv'.

Пример: 'CoordinateSystem', 'polar'

Типы данных: char

Количество для печати, указанное как пара, разделенная запятыми, состоящая из 'Type' и одно из этих значений:

  • directivity - Направленность в dBi (антенна или решетка без потерь)

  • gain - Коэффициент усиления в dBi (антенна с потерями или решетка)

  • efield - Электрическое поле в вольт/метр

  • power - Мощность в ваттах

  • powerdb - Мощность в дБ

  • phase - Фаза в градусах.

    Примечание

    Type может быть задано только значение phase когда Polarization обеспечивается.

Значение по умолчанию: 'directivity' для антенны без потерь и 'gain' для антенны с потерями. Невозможно построить график 'directivity' антенны с потерями.

Пример: 'Type', 'efield'

Типы данных: char

Нормализовать массив полей, указанный как разделенная запятыми пара, состоящая из 'Normalize' и либо true или false.

Пример: 'Normalize', false

Типы данных: logical

2-D стиль отображения шаблона, когда частота является вектором, заданным как пара, разделенная запятыми, состоящая из 'PlotStyle' и одно из этих значений:

  • 'overlay' - Данные частоты наложения на графике линии 2-D

  • 'waterfall' - Данные о частоте графика на участке водопада

Это свойство можно использовать при использовании pattern без выходных аргументов.

Пример: 'PlotStyle', 'waterfall'

Типы данных: char

Поляризация поля, указанная как разделенная запятыми пара, состоящая 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 комбинированную поляризацию.

Пример: 'Polarization', 'RHCP'

Типы данных: char

Антенный элемент в решетке, определяемый как разделенная запятыми пара, состоящая из 'ElementNumber' и скаляр. Этот антенный элемент соединен с источником напряжения.

Примечание

Это свойство используется для вычисления внедренного массива.

Пример: 'ElementNumber',1

Типы данных: double

Значение импеданса для окончания элемента массива, указанное как разделенная запятыми пара, состоящая из 'Termination' и скаляр. Величина импеданса завершает другие антенные элементы решетки при вычислении встроенной диаграммы направленности антенны, подключенной к источнику напряжения.

Примечание

Это свойство используется для вычисления внедренного массива.

Пример: 'Termination',40

Типы данных: double

Параметр для изменения свойств печати массива, заданный как разделенная запятыми пара, состоящая из 'patternOptions' и PatternPlotOptions выход. Можно изменить следующие свойства:

  • Transparency

  • SizeRatio

  • AntennaOffset

  • AntennaVisibility

  • MagnitudeScale

Пример: p = PatternPlotOptions('Transparency',0.1); Создайте опцию печати массива с прозрачностью 0,1. ant = helix;pattern(ant,2e9,'patternOptions',p); Используйте эту опцию графика диаграммы направленности для визуализации диаграммы направленности спиральной антенны.

Типы данных: double

Выходные аргументы

свернуть все

Диаграмма направленности антенны или решетки или встроенной диаграммы направленности решетки, возвращаемая в виде матрицы значений высот числа f по числу значений азимута. Шаблон является одним из следующих:

  • directivity - Направленность в dBi (антенна или решетка без потерь)

  • gain - Коэффициент усиления в dBi (антенна с потерями или решетка)

  • efield - Электрическое поле в вольт/метр

  • power - Мощность в ваттах

  • powerdb - Мощность в дБ

Размер матрицы - количество значений отметки, умноженное на число значений азимута.

Азимутальные углы для вычисления диаграммы направленности, возвращаемой в виде вектора в градусах.

Углы возвышения для расчета диаграммы направленности, возвращаемые в виде вектора в градусах.

Подробнее

свернуть все

Директивность

Направленность - способность антенны излучать мощность в конкретном направлении. Его можно определить как отношение максимальной интенсивности излучения в нужном направлении к средней интенсивности излучения во всех остальных направлениях. Уравнение для направленности:

D=4πU (θ,ϕ) Prad

где:

  • D - направление антенны.

  • U - интенсивность излучения антенны

  • Пра ́ д - средняя излучаемая мощность антенны во всех остальных направлениях

Направленность антенны безразмерна и рассчитывается в децибелах по сравнению с изотропным излучателем (dBi).

Выгода

Коэффициент усиления антенны зависит от направленности и эффективности антенны. Его можно определить как отношение максимальной интенсивности излучения в нужном направлении к общему входу мощности антенны. Уравнение коэффициента усиления антенны:

G = 4íU (, "" "" "" "" "" "" "" "" "" "" "

где:

  • G - коэффициент усиления антенны

  • U - интенсивность излучения антенны

  • Контакт - это общая мощность, поступающая на антенну

Если эффективность антенны в нужном направлении 100%, то суммарная мощность, поступающая на антенну, равна суммарной мощности, излучаемой антенной, то есть Pin = Pad. В этом случае направленность антенны равна коэффициенту усиления антенны.

Коэффициент массива и умножение шаблона

Основой теории массива является теорема умножения массива. Эта теорема утверждает, что комбинированный шаблон из N идентичных элементов массива выражается как шаблон элемента, умноженный на коэффициент массива.

Коэффициент массива вычисляется по формуле:

AF=∑i=0NV (i)· ej (ksinü cosstart· x (i) + ksinü sinü· y (i) + kcosü· z (i))

где:

  • N - количество элементов в массиве.

  • V - приложенное напряжение (амплитуда и фаза) на каждом элементе матрицы.

  • k - волновое число.

  • тета и фи - углы возвышения и азимута.

  • x, y и z - декартовы координаты местоположений питания для каждого антенного элемента решетки.

Как только коэффициент решетки вычисляется с помощью вышеприведенного уравнения, можно вычислить диаграмму направленности решетки как произведение коэффициента решетки и диаграммы направленности отдельного антенного элемента решетки.

Диаграмма направленности = AF * диаграмма направленности отдельных антенных элементов

Ссылки

[1] Макаров, Сергей Н. Антенна и Em Modeling в MATLAB. Chapter3, сек. 3.4 3.8. Уайли Интер-Сайенс.

[2] Balanis, C.A. Antenna Theory, Analysis and Design, Chapter 2, sec 2.3-2.6, Wiley.

См. также

| | | |

Темы

Представлен в R2015a

Документация по панели инструментов антенны

Поддержка