Постройте радиатор блока

Радиатор блока, представленный в [1], представляет собой поперечную I-образную балочную конструкцию с оптимизированной подачей зонда в одно плечо. Единичная ячейка имеет размер 3 см и зазор 0,5 мм. Подробная информация о геометрии показана ниже.

length    = 14.75*1e-3;
width     = 3*1e-3;
s         = 0.25*1e-3;
thickness = 1.5*1e-3;
viaDia    = 0.5*1e-3*2;
feedWidth = viaDia/2;
gndLength = length+2*s;
gndWidth  = gndLength;

Объект customCharingGeometry используется для построения верхнего поперечного излучателя I луча и его размещения в отражателе для формирования структуры излучателя блока. В этой упрощенной геометрии мы удаляем подложку из конструкции, которая увеличивает частоту излучения до 9.14GHz, выше, чем представлено в [1].

pr1 = em.internal.makerectangle(length,width)';
pr2 = em.internal.makerectangle(width,length)';

f1  = em.internal.makerectangle(feedWidth,feedWidth);

pr3 = em.internal.translateshape(f1,[-5*1e-3+feedWidth/2 0 0])';

radiator = customAntennaGeometry('Boundary',{pr1,pr2,pr3},'Operation','P1+P2+P3');

radiator.FeedLocation = [-5*1e-3 0 0];
radiator.FeedWidth = feedWidth;

ant = reflector('Exciter',radiator,'GroundPlaneLength',gndLength,'GroundPlaneWidth',gndWidth,...
    'Spacing',thickness,'EnableProbeFeed',true);

figure;
show(ant);

Сетка (Mesh) и Анализ структуры единиц измерения (Analyze the unit structure)

Мы вручную создаем сетку для управления размером сетки, сформированным в анализе.

figure;
mesh(ant,'MaxEdgeLength',0.1);

freq = 9.14e9;
figure;impedance(ant,freq*[0.8:0.01:1.1]);

Внедрение периодической границы и анализ

Чтобы включить периодическое граничное воздействие на излучатель блока, рассмотрим проектируемый излучатель блока как элемент в объекте infiniteArray в панели инструментов антенны, которая конструирует бесконечную антенную решетку с проектируемым излучателем. Численно он использует специальную зеленую функцию в алгоритме MOM. Моделируют эффект связи между смежным радиатором блока.

infArray = infiniteArray('Element',ant);
figure;show(infArray);

figure; current(infArray, freq);

Анализ конечных массивов

Чтобы проанализировать эффект связи для массива конечных размеров, мы построим массив 5 на 5 элементов с проектируемым радиатором.

array = rectangularArray('Element',ant);
array.Size = [5 5];
array.RowSpacing = gndLength;
array.ColumnSpacing = gndWidth;

figure;show(array);

Шаблон и текущий анализ полного массива показаны ниже.

figure; pattern(array,freq);

figure; current(array,freq);

Заключение

Результат моделирования тока и шаблона, полученный из конечного массива, соответствует аналогичному результату, приведенному в [1].

Ссылки

[1] М. Э. Бадаве, Т. С. Альмонееф, О. М. Ramahi, 'Истинная антенна метасерфейса', Nature, 6.19268, 2016