Создание тонкого диполя

Диполь по умолчанию имеет ширину 10 см. Уменьшите ширину до 1 см и измените дипольный параметр Width.

mydipole = dipole;
w = 1e-2;
mydipole.Width = w;

Расчет базового импеданса

Рассчитайте и сохраните импеданс и количество треугольных фасетов в сетке при использовании сетки по умолчанию. Так как длина диполя составляет 2 m, выбираем частоту анализа как частоту половины длины волны $$f=c\mathrm{/}(2$$* l), где c - скорость света.

c = 2.99792458e8;
f = c/(2*mydipole.Length);
Zbaseline = impedance(mydipole,f);
meshdata  = mesh(mydipole);
Nbaseline = meshdata.NumTriangles;
Mbaseline = meshdata.MaxEdgeLength;

Определение параметров анализа

Создайте параметры для сохранения импеданса, относительного изменения импеданса и размера сетки.

Zin = Zbaseline;
numTri = Nbaseline;
Ztemp = Zin(1);

Влияние точности сетки на импеданс антенны

Треугольная поверхностная сетка подразумевает дискретизацию геометрии поверхности в небольшие плоские треугольники. Все антенные поверхности в антенном Toolbox� дискретизируются в треугольники. Точность результатов моделирования можно оценить путем равномерного уточнения сетки. Для задания разрешения сетки перед анализом укажите размер максимальной длины кромки, т.е. самую длинную сторону треугольника среди всех треугольников в сетке.

Для каждого значения максимальной длины кромки обновите сетку, рассчитайте импеданс на заданной рабочей частоте и число треугольников в сетке. Сохраните импеданс и количество треугольников в сетке для последующего анализа. Наконец, вычисляют относительное изменение импеданса антенны между последующими уточнениями сетки до тех пор, пока не будет выполнен требуемый критерий сходимости.

exptol = .002;
tolCheck = [];                
n = 1;
nmax = 12;
pretol = 1;
ShrinkFactor = 0.96;
while (n < nmax+1)&&(pretol > exptol)
    Mbaseline(n+1)=Mbaseline(n)*ShrinkFactor^(n-1);    
    meshdata = mesh(mydipole,'MaxEdgeLength',Mbaseline(n+1));
    numTri(n+1) = meshdata.NumTriangles;   
    % Check if mesh has changed and only then calculate impedance
    if numTri(n+1)~=numTri(n)
        Zin(n+1) = impedance(mydipole,f);
        Zchange = abs((Zin(n+1)-Ztemp)/Zin(n+1));
    else
        Zin(n+1) = Zin(n);
        Zchange = pretol;
    end
    tolCheck(n) = Zchange;               %#ok<SAGROW>
    pretol      = tolCheck(n);
    Ztemp       = Zin(n+1);
    n = n+1;
end
tolValue = exptol.*ones(1,n);
tolCheck = [nan tolCheck];

Импеданс диполя с более мелкими сетками

В конце этого анализа сопротивление, $${}_{}$$$\mathrm{}$реактивное сопротивление Rin ≈84Ωand, $${}_{}$$Xin≈45Ω$\mathrm{}$. Это значение хорошо согласуется с результатами, приведенными в [1], [3]. Лучшие результаты получаются с адаптивным алгоритмом уточнения сетки, который подразумевает выборочное уточнение сетки в области максимальной числовой ошибки. Для этого случая кривая относительной сходимости показана ниже

figure;
loglog(numTri,tolCheck,'-x','LineWidth',2)
hold on
loglog(numTri,tolValue,'-x','LineWidth',2)
axis([min(numTri),max(numTri),10^-4,1])
grid on
xlabel('Number of triangles')
ylabel('Relative change in impedance')
legend('Convergence','Goal')
title('Relative convergence curve for Impedance')

См. также

Анализ монопольного импеданса

Ссылки

[1] С. Н. Макаров, «Моделирование антенны и ЕМ с помощью MATLAB», стр. 66, Wiley, 2002.

[2] К. А. Баланис, 'теория антенны. Анализ и дизайн, "стр. 514, Уайли, Нью-Йорк, 3-е издание, 2005

[3] Р. К. Хансен, «Картер Диполи и резонансные диполи», Труды симпозиума по применению антенны, Аллертон Парк, Монтичелло, IL, pp.282-284, сентябрь 21-23-го 2010.