exponenta event banner

Сравнение измерений монополя

В этом примере сравнивается импеданс монополя, проанализированного в Antenna Toolbox™, с результатами измерений. Соответствующая антенна была изготовлена и измерена в Центре метаматериалов и интегрированной плазмоники (CMIP), Университет Дьюка. Монополь рассчитан на рабочую частоту 2,5 ГГц.

Создать, изменить и просмотреть монополь

Создайте геометрию монополюсной антенны по умолчанию. Затем измените высоту и ширину монополя, а также размеры нулевой плоскости, чтобы согласовать их с прототипом оборудования. Поскольку монополь расположен в центре плоскости заземления, свойство FeedOffset антенны не изменяется.

mp = monopole;
mp.Height = 28.5e-3;
mp.Width = 2.54e-3;
mp.GroundPlaneLength = 0.1;
mp.GroundPlaneWidth = 0.1;
figure;
show(mp)

Figure contains an axes. The axes with title monopole antenna element contains 4 objects of type patch, surface. These objects represent PEC, feed.

График полного сопротивления и потерь возврата

Определите диапазон частот для анализа. Частота нижней полосы составляет 500 МГц, а частота верхней полосы - 5 ГГц. Поскольку опорный импеданс не указан в качестве одного из аргументов при вычислении потерь при возврате, будет использоваться значение по умолчанию 50 Ом.

freq = 0.5e9:50e6:5e9;
RL = returnLoss(mp,freq);
[~,ind1] = max(RL);
figure;
impedance(mp,freq);
marker1 = linspace(-500,500,21);
hold on
plot(freq(ind1).*ones(1,21)./1e9,marker1,'m-.','LineWidth',2)
textInfo = [ ' \leftarrow' num2str(freq(ind1)/1e9) 'GHz'];
text(freq(ind1-1)/1e9,300,textInfo,'FontSize',11)
hold off

Figure contains an axes. The axes with title Impedance contains 4 objects of type line, text. These objects represent Resistance, Reactance.

figure
returnLoss(mp,freq);
marker2 = linspace(0,30,21);
hold on
plot(freq(ind1).*ones(1,21)./1e9,marker2,'m-.','LineWidth',2)
hold off

Figure contains an axes. The axes with title Return Loss contains 2 objects of type line.

Сравнение с измерением - коэффициент отражения

Были проведены измерения изготовленного монополя в той же полосе частот. Измеренные данные представляют собой коэффициент отражения% (S11) монополя в децибелах. Для сравнения с измерениями постройте график числового коэффициента отражения, который является отрицательным из потерь возврата.

load('monopole_measured.mat');
figure;
plot(freq/1e9,-mp.returnLoss(freq),'b','linewidth',3);
hold on;
plot(f/1e9,S11dB,'r','linewidth',3);
hold off;
grid on
legend('Analysis','Measurement','Location','Best');
xlabel('Frequency (GHz)');
ylabel('S_1_1 (dB)'); 
title('Monopole Antenna');

Figure contains an axes. The axes with title Monopole Antenna contains 2 objects of type line. These objects represent Analysis, Measurement.

Рисунок показывает хорошее согласие между теорией и измерениями. Обычно для описания хорошего соответствия импеданса используется критерий, такой как S11 < -10 дБ. Анализ и измерение подтверждают, что монополь удовлетворяет критерию в полосе с центром около 2,5 ГГц. Изготовленное монополье и схема измерения показаны ниже.

Изготовленный монополь и настройка измерений (с разрешения CMIP, Университет Дьюка)

См. также

Сравнение измерений монополя

Конструкция спиральной антенны