Диполь над конечной плоскостью земли

Отражатель по умолчанию имеет диполь над плоскостью заземления, работающий вокруг 1GHz.

r = reflector;
show(r); 

Глядя на картину излучения, мы видим, что под землей происходит некоторая утечка. Это связано с размером нулевой плоскости.

pattern(r, 1e9);

Для предотвращения утечки необходимо увеличить заземляющую плоскость. Однако при увеличении размера нулевой плоскости размер сетки увеличивается. Увеличение размера сетки увеличивает время моделирования. Ниже приведена сетка, созданная для структуры выше.

mesh(r);

Увеличение размера нулевой плоскости приведет к увеличению количества треугольников на земле, что приведет к увеличению времени моделирования.

Диполь над бесконечной плоскостью земли

Простой способ предотвратить утечку ниже плоскости земли - сделать плоскость земли бесконечной. Этого можно достичь, сделав значение GroundPlaneLength или GroundPlaneWidth бесконечным. В этом случае плоскость заземления заменяется синим листом, указывающим, что плоскость заземления не изготовлена из металла.

r.GroundPlaneLength= inf;
show(r);

Рисунок не показывает утечки под землей. Этот результат может быть использован в качестве первого прохода для получения общего представления об антенне. Бесконечная плоскость заземления может быть заменена большой конечной плоскостью в конце для поиска краевых эффектов. Другим интересным фактором является увеличение максимального значения направленности. Поскольку обратного лепестка нет, вся энергия излучается над нулевой плоскостью, увеличивая максимальную направленность с 7,38 до 7.5dBi.

pattern(r, 1e9);

Как упоминалось выше, бесконечная плоскость земли не является сетчатой. Сетка для этой структуры показывает только сетку для дипольного элемента.

mesh(r);

Импеданс отражателя с бесконечной плоскостью заземления выглядит аналогично импедансу с конечной плоскостью заземления. Значение резонанса слегка сдвигается от 880MHz для конечного основания к 890MHz для бесконечного случая.

impedance(r, 850e6:2e6:950e6);

Патч антенная решетка над бесконечной землей

Понятие бесконечной земли становится ещё более важным для массивов. Поскольку количество элементов увеличивается, размер плоскости заземления резко увеличивается, поскольку пространство на земле между элементами также должно быть зацеплено. Поэтому выбор бесконечной нулевой плоскости для массивов довольно распространён. Бесконечные наземные плоскости в массивах также называются наземными экранами.

p = patchMicrostrip('GroundPlaneWidth', inf);
arr = rectangularArray('Element', p);
arr.RowSpacing = 0.075;
arr.ColumnSpacing = 0.1;
show(arr);

Выше находится четырехэлементный прямоугольный массив сегментов на бесконечной нулевой плоскости. Отдельные пластыри резонируют около 1,75 ГГц. Ниже приведен шаблон полного массива.

pattern(arr, 1.75e9);

Снова сюжет показывает, что радиации под землей нет. Отображается сетка, используемая для решения массива. Как упоминалось выше, грунт не является сетчатым, так что общий размер системы уменьшается, что приводит к более быстрому вычислению времени.

mesh(arr);

Ссылки

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