Антенна с апертурой здания

Определение параметров

Приведенные ниже параметры определяют смещения для верхнего и нижнего слотов и длины упора.

of_1=12e-3;
of_2=-6e-3;
LM=7e-3;
LM_2=7e-3;

взято из справочного page.no: 55

Определение исправления

В этой антенне излучающим элементом является patchMicrostrip. Над пластырем диэлектрическая подложка с EpsilonR 3,38, действует как конус. Под пластырем расположен пеноматериал EpsilonR 1,025.

Lp=50e-3;
patch=antenna.Rectangle('Length',Lp,'Width',Lp,'Center',[0 0]);

Определение H-образных прорезей

Двойные слоты выполняют операцию двойной поляризации. Каждая щель имеет Н-образную форму и расположена на плоскости земли в Т-образном строении. Это образование обеспечивает хороший уровень изоляции между портом 1 и портом 2.

Определение верхнего H-образного слота

Ls1=12e-3;
Ws1=0.5e-3;
Ls2=1e-3;
Ws2=22e-3;
f1=antenna.Rectangle('Length',Ws1,'Width',Ls1,'Center',[0 of_1]);
f2=antenna.Rectangle('Length',Ws2,'Width',Ls2,'Center',[0 of_1+(Ls1/2)+(Ls2/2)]);
f3=antenna.Rectangle('Length',Ws2,'Width',Ls2,'Center',[0 of_1-(Ls1/2)-(Ls2/2)]);
f4=f1+f2+f3;

Определение нижнего H-образного слота

Ls1_2=17e-3;
Ls2_2=1e-3;
Ws1_2=0.5e-3;
Ws2_2=17e-3;
f5=antenna.Rectangle('Length',Ls1_2,'Width',Ws1_2,'Center',[0 of_2]);
f6=antenna.Rectangle('Length',Ls2_2,'Width',Ws2_2,'Center',[(Ls1_2/2)+(Ls2_2/2) of_2]);
f7=antenna.Rectangle('Length',Ls2_2,'Width',Ws2_2,'Center',[-((Ls1_2/2)+(Ls2_2/2)) of_2]);
f8=f5+f6+f7;

Определение нулевой плоскости

Создайте форму нулевой плоскости для антенны. Плоскость заземления в данном случае представляет собой квадрат размером 100 мм x 100 мм.

LGp=100e-3;
Ground_plane=antenna.Rectangle('Length',LGp,'Width',LGp,'Center',[0 0]);

Определение нулевой плоскости с прорезями

Используйте примитивы формы прямоугольника для создания H-слотов. Операция логического вычитания используется для создания слотов на нулевой плоскости.

Gp_slot=Ground_plane-f4-f8;
figure;
show(Gp_slot);

Определение питающих линий

Используйте линию подачи размером 50 мм x 1,181 мм для верхнего H-образного слота. Используйте линию подачи размером 44 мм x 1,181 мм для нижнего H-образного слота. Подсоедините заглушки в конце питающих линий.

L1=50e-3;
W1=1.181e-3;
L1_2=44e-3;
W1_2=1.181e-3;
feed_1=antenna.Rectangle('Length',L1,'Width',W1,'Center',[-(L1/2) of_1]);
feed_2=antenna.Rectangle('Length',W1_2,'Width',L1_2,'Center',[0 -((L1_2/2))+(of_2)]);
feed_1_2=feed_1+feed_2;
stub_1=antenna.Rectangle('Length',LM,'Width',W1,'Center',[(LM/2) of_1]);
stub_2=antenna.Rectangle('Length',W1,'Width',LM_2,'Center',[0 of_2/2]);
stub=stub_1+stub_2;
feed=feed_1_2+stub;
figure;
show(feed);

Определение стека ПП

Используйте pcbStack для определения металлических и диэлектрических слоев и источника питания для патч-антенны с апертурой. Слои определяются сверху вниз. В этом случае самым верхним слоем является диэлектрический слой. Второй слой представляет собой участок квадратной формы, а третий слой представляет собой другой диэлектрик, за которым следует четвертый слой, являющийся плоскостью заземления. Пятый слой снова является тем же диэлектриком, который используется в качестве первого слоя. Шестой слой связан с подающими линиями.

p = pcbStack;
d1=dielectric('EpsilonR',3.38,'Thickness',0.51e-3,'Name','RO4003');
d2=dielectric('EpsilonR',1.025,'Thickness',14e-3,'Name','Foam');
p.BoardThickness=d1.Thickness+d2.Thickness+d1.Thickness;
p.BoardShape.Length=LGp;
p.BoardShape.Width=LGp;
p.Layers={d1,patch,d2,Gp_slot,d1,feed};
p.FeedLocations=[-L1 of_1 4 6;0 -L1_2+of_2 4 6];
p.FeedDiameter=feed_1.Width/3;
figure;
show(p);

График излучения

Постройте график диаграммы направленности антенны на частотах наилучшего соответствия. Для построения диаграммы направленности используйте резонансную частоту 1,79 ГГц.

figure;
pattern(p,1.79e9);

Сетчатая антенна

Выполните сетку антенны с максимальной длиной кромки 0,036 м.

 figure;
 mesh(p,'MaxEdgeLength',0.036);

Расчет и печать S-параметров

На графике показаны характеристики потерь возврата (S11,S22) и изоляция (S12) между портами.

figure;
sf=sparameters(p,linspace(1.6e9,2e9,20));

rfplot(sf);

Шаблон импеданса графика

Для построения диаграммы импеданса используется диапазон частот от 1,5 ГГц до 1,9 ГГц с 20 частотными точками.

figure;
impedance(p,linspace(1.5e9,1.9e9,20),1);

figure;
impedance(p,linspace(1.5e9,1.9e9,20),2);

Заключение

Конструкция и анализ антенны с двойной поляризованной апертурой с использованием Antenna Toolbox хорошо согласуются с приведенными результатами.

Ссылки

[1] Мелтем Йылдырым, «ДИПЛОМНАЯ РАБОТА В АСПИРАНТУРЕ ЕСТЕСТВЕННЫХ И ПРИКЛАДНЫХ НАУК БЛИЖНЕВОСТОЧНОГО ТЕХНИЧЕСКОГО УНИВЕРСИТЕТА», стр. 54-70.