При создании антенных решеток, таких как однородная линейная решетка (ULA), можно использовать антенны, встроенные в Toolbox™ системы фазированной решетки. Кроме того, можно использовать антенны Antenna Toolbox™. Антенны Antenna Toolbox обеспечивают реалистичные модели физических антенн. Они разработаны с использованием метода моментов. Фазированные антенные решетки представляют собой более идеализированные антенны, которые полезны для анализа характеристик радаров и моделирования на более высоком уровне. Некоторые фазированные антенные решетки не могут быть физически реализованы, такие как изотропная антенна, но все еще являются концептуально полезными. Вы можете строить и анализировать системы, используя оба типа антенн одинаковым образом. В этом примере показано, как построить фазированную решетку с помощью панели инструментов системы фазированной решетки или антенн Toolbox™.
При использовании антенны антенной Toolbox™ в системе фазированной решетки Toolbox™ System Object™ отклик антенны нормализуется на максимальное значение выходного сигнала антенны во всех направлениях. Максимальное значение получают путем нахождения максимума диаграммы направленности антенны, дискретизированной каждые пять градусов по азимуту и отметке.
Начните с создания однородной линейной матрицы (ULA) из пересекающихся дипольных антенн из панели инструментов системы фазированной матрицы. Для формирования кругово-поляризованных сигналов используют перекрестно-дипольные антенны. В этом случае установите рабочую частоту на 2 ГГц и нарисуйте модель мощности. Используйте pattern способ phased.CrossedDipoleAntennaElement object™ системы.
fc = 2.0e9; crosseddipoleantenna = phased.CrossedDipoleAntennaElement('FrequencyRange',[500,2500]*1e6); pattern(crosseddipoleantenna,fc,[-180:180],0,... 'Type','powerdb')
Главная ось этой антенны указывает вдоль оси X.
Затем создайте 11-элементную матрицу ULA перекрестно-дипольных антенн. Задайте интервал между элементами в 0,4 длины волны. Сужение массива с помощью окна Тейлора. Затем нарисуйте массив как функцию азимута на отметке 0 градусов. Используйте pattern способ phased.ULA Системный объект.
c = physconst('LightSpeed'); elemspacing = 0.4*c/fc; nElements = 11; array1 = phased.ULA('Element',crosseddipoleantenna,'NumElements',nElements,... 'ElementSpacing',elemspacing,'Taper',taylorwin(nElements)'); pattern(array1,fc,[-180:180],0,'PropagationSpeed',c,... 'Type','powerdb')
Затем создайте однородную линейную решетку (ULA) с помощью спиральной антенны из Antenna Toolbox. Спиральные антенны также производят кругово поляризованное излучение. Спиральные антенны создаются с помощью helix функция.
Сначала укажите 4-витковую спиральную антенну с радиусом 28,0 мм и шириной 1,2 мм. TiltAxis и Tilt позволяет ориентировать антенну относительно локальной системы координат. В этом примере ориентируйте главную ось отклика (MRA) вдоль оси x так, чтобы она совпадала с MRA главной оси кросс-диполя. По умолчанию MRA антенных точек в направлении z. Поверните MRA вокруг оси y на 90 градусов.
radius = 0.028; width = 1.2e-3; nturns = 4; helixantenna = helix('Radius',radius,'Width',width,'Turns',nturns,... 'TiltAxis',[0,1,0],'Tilt',90);
Можно просмотреть форму спиральной антенны с помощью show из панели инструментов антенны.
show(helixantenna)
Затем нарисуйте азимутальную диаграмму направленности на отметке 0 градусов при рабочей частоте 2 ГГц. Используйте pattern из панели инструментов антенны.
pattern(helixantenna,fc,[-180:180],0,... 'Type','powerdb')
Затем создайте 11-элементную коническую однородную линейную матрицу спиральных антенн с элементами, разнесенными на 0,4 длины волны. Сужение массива с помощью окна Тейлора. Вы можете использовать то же самое phased.ULA Системный объект из панели инструментов системы поэтапного массива для создания этого массива.
array2 = phased.ULA('Element',helixantenna,'NumElements',nElements,... 'ElementSpacing',elemspacing,'Taper',taylorwin(nElements)');
Постройте график массива как функции азимута с помощью шаблона ULA method который имеет тот же синтаксис, что и панель инструментов антенны pattern функция.
pattern(array2,fc,[-180:180],0,'PropagationSpeed',c,... 'Type','powerdb')
Сравнение двух шаблонов массива показывает, что они похожи вдоль основного блока. Задний ход диаграммы направленности спиральной антенной решетки почти на 15 дБ меньше, чем у перекрестно-дипольной решетки. Это происходит из-за наличия нулевой плоскости спиральной антенны, которая уменьшает передачу заднего хода.