Создание дипольной антенны

Спроектируйте дипольную антенну так, чтобы она резонировала около 1 ГГц. Длина волны на этой частоте составляет 30 см. Длина диполя равна половине длины волны, что соответствует 15 см. Ширина дипольной полосы выбирается равной 5 мм.

mydipole = dipole('Length',15e-2, 'Width', 5e-3);
show(mydipole);

Расчет распределения тока на поверхности диполя

Поскольку длина диполя составляет 15 см, выберите рабочую частоту как, где c - скорость света. Наблюдается распределение тока в виде полупериода синусоидальной волны по длине диполя с максимумом, происходящим в центре антенны. Периодическое распределение тока вдоль диполя дополнительно наблюдается с множеством максимумов и минимумов на более высоких резонансных частотах (2f, 3f,...). Это периодическое распределение тока характерно для диполей и аналогичных резонансных проводных антенн [1].

c = 2.99792458e8;
f = c/(2*mydipole.Length);
current(mydipole, f);
view(90,0);

Расчет и печать отдельных текущих компонентов

Укажите выходные аргументы в функции current и доступ к отдельным текущим компонентам. Векторные точки соответствуют центрам треугольника, в которых вычисляются текущие значения. На графике ниже показана продольная (z) составляющая и поперечная (y) составляющая величины плотности поверхностного тока.

[C, points]  = current(mydipole, f);
Jy = abs(C(2,:));
Jz = abs(C(3,:));
figure;
plot(points(3,:), Jz, 'r*', points(3,:), Jy, 'b*');
grid on;
xlabel('Dipole length (m)')
ylabel('Surface current density, A/m');
legend('|Jz|', '|Jy|');

Это распределение тока является типичным в анализе MoM [1], [2]. Лучшие (более гладкие) результаты будут получены при использовании более тонких треугольных поверхностных сеток и при нанесении тока точно на осевую линию полосы.

Размещение диполя перед отражателем

Поместите диполь перед конечным плоским отражателем, выбрав дипольную антенну в качестве возбудителя для антенны отражателя. Ориентируйте диполь так, чтобы он был параллелен отражателю. Это делается путем изменения наклона возбудителя (диполя) так, чтобы он теперь лежал вдоль оси X. Для этого вокруг оси Y применяется наклон 90 градусов. Расстояние между диполем и отражателем выбирают равным 2 см.

myreflector = reflector('Exciter', mydipole, 'Spacing', 0.02);
myreflector.Exciter.Tilt = 90;
myreflector.Exciter.TiltAxis = [0 1 0];
current(myreflector, f);

Токи также индуцируются на поверхности отражателя, как показано на рисунке выше. Чтобы лучше визуализировать токи на поверхности отражателя, наведите курсор мыши на панель цветов и измените динамический диапазон (масштаб) текущего графика, как описано ниже.

Взаимодействие с Colorbar

Наведите курсор мыши на панель цветов. Теперь стрелка мыши преобразуется в плоскую стрелку. Наведите мышь вверх или вниз, чтобы изменить динамический диапазон тока. Это помогает лучше визуализировать распределение тока на поверхности отражателя, как показано ниже. Можно также потянуть величину токов рядом с цветовой полосой, чтобы изменить динамический диапазон.

Щелкните правой кнопкой мыши на панели цветов и выберите вкладку Reset limit, чтобы изменить текущие пределы на исходные значения. Существует также возможность изменить карту цветов и переместить панель цветов в другое место, как показано ниже.

Ссылки

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

[2] С. Н. Макаров, «Моделирование антенны и ЕМ с MATLAB», стр. 66, Wiley & Sons, 2002.