В этом примере показано, как проектировать и анализировать криволинейные отражатели. Криволинейные отражатели представляют собой усовершенствованный вариант прямоугольных отражателей. Искривленная поверхность на этих отражателях отражает и фокусирует волны, что обеспечивает более сильный сигнал. Некоторыми из заметных характеристик криволинейных отражателей являются высокий коэффициент усиления, низкая поперечная поляризация и разумная ширина полосы пропускания.
В этом примере будут разработаны и проанализированы два типа криволинейных отражателей: цилиндрический и сферический. Затем вы сравните их диаграммы направленности с другими типами опорных структур.
В качестве отражателя используют цилиндрическую профилированную поверхность. Этот отражатель сосуществует с антенной в различных применениях беспроводной передачи, таких как радар, общая спутниковая связь, и в астрономических применениях. Функция отражателя заключается в фокусировке луча сигнала в определенном направлении для усиления антенны. Следующие свойства объекта цилиндрического отражателя, reflectorCylindrical используются в этом примере для определения цилиндрического отражателя и системы возбудителя.
GroundPlaneLength - Длина наземной плоскости в метрах
GroundPlaneWidth - Ширина наземной плоскости в метрах
Depth - Перпендикулярное расстояние от начала координат до отверстия цилиндрического отражателя в метрах
GL = 0.3; GW = 0.3; D = 0.075; cref = reflectorCylindrical('GroundPlaneLength',GL,'GroundPlaneWidth',GW,'Depth',D); cref.Tilt = 90; cref.Exciter.TiltAxis = [1 0 0]; cref.Exciter.Tilt = 90; show(cref)
Постройте график диаграммы направленности цилиндрического отражателя на частоте 1 ГГц.
pattern(cref,1e9) view(-26,39)
Отражатели этого типа создаются путем извлечения поперечного сечения из сферы и подходят для широкоугольного сканирования. Сферический отражатель может обеспечивать сканирование луча с неподвижной отражающей поверхности без каких-либо искажений. Это снижает стоимость сканирующей системы по сравнению с обычными антенными системами отражателей. Снижение затрат устраняет необходимость перемещения основной отражающей поверхности на все углы возвышения. Следующие свойства объекта сферического отражателя, reflectorSpherical используются в данном примере для определения сферического отражателя и системы возбудителя.
Radius - Радиус апертуры в метрах
Depth - Перпендикулярное расстояние между началом координат и апертурой антенны в метрах
R = 0.15; D = 0.15; sref = reflectorSpherical('Radius',R,'Depth',D); show(sref)
Постройте график излучения диполя на сферическом отражателе.
pattern(sref,10e9)
Постройте графики по азимуту прямоугольных и цилиндрических отражателей для сравнения характеристик излучения двух отражателей.
Создайте объект антенны прямоугольного отражателя.
antR = reflector; antR.Tilt = 90; antR.Exciter.TiltAxis = [1 0 0]; antR.Exciter.Tilt = 90; show(antR)
Постройте графики азимультного узора для прямоугольных и цилиндрических отражателей и сравните их результаты.
pa1 = patternAzimuth(antR,1e9,0,"Azimuth",0:-1:-360); pa2 = patternAzimuth(cref,1e9,0,"Azimuth",0:-1:-360); figure; polarpattern(pa1); hold on; polarpattern(pa2); hold off; l = legend('Rectangular Reflector','Cylindrical Reflector'); l.Position = [0.6 0.8877 0.2996 0.0869];
Цилиндрические отражатели, благодаря своей кривизне, обеспечивают больший коэффициент усиления по сравнению с прямоугольными отражателями.
Постройте графики высот сферических и параболических отражателей для сравнения характеристик излучения двух отражателей.
Создайте параболический отражатель.
pref = reflectorParabolic; show(pref)
Сравните графики модели отметок параболического и сферического отражателей.
pe1 = patternElevation(pref,10e9,0,'Elevation',0:360); pe2 = patternElevation(sref,10e9,0,'Elevation',0:360); figure polarpattern(pe1) hold on; polarpattern(pe2) l = legend('Parabolic Reflector','Spherical Reflector'); l.Position = [0.6 0.8877 0.2996 0.0869];
График рельефа высоты сферического отражателя показывает больше пиков по сравнению с параболическим отражателем. Это означает, что сферический отражатель сканирует более широкую область.
[1] Баланис, Константин А. Теория антенн: анализ и дизайн. 3-й ред. Хобокен, Нью-Джерси: Джон Уайли, 2005.
[2] Зали Х.М., М.Т.Али, И.Пася, Н.А.Халили, Х.Жаафар, М.Хильми. «Конструкция цилиндрического параболического отражателя на монопольной плазменной антенне». IEEE International RF and СВЧ Conference (RFM), Пенанг, 2013, стр. 344-348.