В этом примере показано, как создать, визуализировать и проанализировать антенные элементы в Antenna Toolbox.
Задайте спиральную антенну, используя helix антенный элемент в библиотеке Antenna Modeling and Analysis.
hx = helix
hx =
helix with properties:
Radius: 0.0220
Width: 1.0000e-03
Turns: 3
Spacing: 0.0350
WindingDirection: 'CCW'
FeedStubHeight: 1.0000e-03
GroundPlaneRadius: 0.0750
Conductor: [1x1 metal]
Tilt: 0
TiltAxis: [1 0 0]
Load: [1x1 lumpedElement]
Используйте show функция для просмотра структуры спиральной антенны. Спиральная антенна состоит из спирального проводника на плоскости земли. Плоскость заземления антенны находится в плоскости X-Y.
show(hx)
Измените следующие свойства спиральной антенны: Radius = 28e-3, Width = 1.2e-3, Number of Turns = 4 Отобразите свойства антенны. Просмотрите антенну, чтобы увидеть изменение структуры.
hx = helix('Radius',28e-3,'Width',1.2e-3,'Turns',4)
hx =
helix with properties:
Radius: 0.0280
Width: 0.0012
Turns: 4
Spacing: 0.0350
WindingDirection: 'CCW'
FeedStubHeight: 1.0000e-03
GroundPlaneRadius: 0.0750
Conductor: [1x1 metal]
Tilt: 0
TiltAxis: [1 0 0]
Load: [1x1 lumpedElement]
show(hx)
Использование pattern функционируйте, чтобы подготовить диаграмму спиральной направленности антенны. Диаграмма направленности излучения антенны является пространственным распределением степени антенны. Шаблон отображает направленность или усиление антенны. По умолчанию шаблон графиков функций направленность антенны.
pattern(hx,1.8e9)
Использование patternAzimuth и patternElevation функции для построения графика азимута и шаблона повышения спиральной антенны. Это - 2D диаграмма направленности антенны на заданной частоте.
patternAzimuth(hx,1.8e9)
figure patternElevation(hx,1.8e9)
Используйте пару "имя-значение" Направленности в выходе функции шаблона, чтобы вычислить направленность спиральной антенны. Направленность - это способность антенны излучать степень в конкретном направлении. Это может быть определено как отношение максимальной интенсивности излучения в нужном направлении к средней интенсивности излучения во всех других направлениях.
Directivity = pattern(hx,1.8e9,0,90)
Directivity = 10.0430
Используйте EHfields функция для вычисления полей EH спиральной антенны. Поля EH являются компонентами x, y, z электрического и магнитного полей антенны. Эти компоненты измеряются на определенной частоте и в заданных точках пространства.
[E,H] = EHfields(hx,1.8e9,[0;0;1]);
Используйте пару "имя-значение" Поляризации в функции шаблона, чтобы построить график различных поляризационных шаблонов спиральной антенны. Поляризация - это ориентация электрического поля, или E-поля антенны. Поляризация классифицируется как эллиптическая, линейная или круговая. Этот пример показывает правую круговую поляризацию (RHCP) диаграммы направленности излучения спирали.
pattern(hx,1.8e9,'Polarization','RHCP')
Используйте axialRatio функция для вычисления коэффициента эллиптичности спиральной антенны. Коэффициент эллиптичности антенны (AR) в заданном направлении количественно определяет отношение двух компонентов ортогонального поля, излучаемых в кругово поляризованной волне. Коэффициент эллиптичности бесконечности, подразумевает линейно поляризованную волну. Модуль измерения - дБ.
ar = axialRatio(hx,1.8e9,20,30)
ar = 23.6238
Используйте beamwidth функция для вычисления ширины луча антенны. Лучевая ширина антенны является угловой мерой покрытия шаблона антенны. Измеряют угол луча в плоскости, содержащей направление основного лепестка антенны.
[bw, angles] = beamwidth(hx,1.8e9,0,1:1:360)
bw = 57.0000
angles = 1×2
60 117
Используйте impedance функция для вычисления и построения графика входного импеданса спиральной антенны. Входной импеданс является отношением напряжения и тока в порту. Импеданс антенны вычисляется как отношение напряжения фазора (которое 1V под углом фазы 0 °, как упомянуто выше) и тока фазора в порту.
impedance(hx,1.7e9:1e6:2.2e9)
Используйте sparameters функция для вычисления S11 спиральной антенны. Коэффициент отражения антенны, или S_1_1, описывает относительную долю падающей степени RF, которая отражается назад из-за несоответствия импеданса.
S = sparameters(hx,1.7e9:1e6:2.2e9,72)
S =
sparameters: S-parameters object
NumPorts: 1
Frequencies: [501x1 double]
Parameters: [1x1x501 double]
Impedance: 72
rfparam(obj,i,j) returns S-parameter Sij
rfplot(S)
Используйте returnLoss функция для вычисления и построения графика обратных потерь спиральной антенны. Обратные потери антенны являются мерой эффективности подачи степени от линии электропередачи к такой нагрузке, как антенна. Расчеты отображаются в логарифмическом масштабе.
returnLoss(hx,1.7e9:1e6:2.2e9,72)
Используйте vswr функция для вычисления и построения графика VSWR спиральной антенны. Антенна VSWR является другой мерой импеданса, совпадающей между линией электропередачи и антенной.
vswr(hx,1.7e9:1e6:2.2e9,72)
Используйте charge функция для вычисления распределения зарядов спиральной антенны. Распределение заряда - это значение заряда на поверхности антенны на заданной частоте. Используйте current функция для вычисления распределения тока спиральной антенны. Распределение тока является значением тока на поверхности антенны на заданной частоте.
charge(hx,2.01e9)
figure current(hx,2.01e9)
Используйте mesh функция для создания и отображения сетки структуры спиральной антенны. mesh используется для дискретизации поверхности антенны. В этом процессе электромагнитный решатель может обрабатывать геометрию и материал антенны. Форма базиса или дискретизирующего элемента для деления поверхности антенны является треугольником.
figure mesh(hx)
Задайте максимальную длину ребра для треугольников, используя пару "имя-значение" 'MaxEdgeLength'. Пара "имя-значение" генерируется сетка на спиральной антенне.
figure
mesh(hx,'MaxEdgeLength',0.01)
meshconfig(hx,'auto')ans = struct with fields:
NumTriangles: 890
NumTetrahedra: 0
NumBasis: []
MaxEdgeLength: 0.0100
MeshMode: 'auto'
Антенна ближней визуализации поля
Моделирование и анализ антенной решетки
[1] Balanis, C.A. "Antenna Theory. Анализ и проект ", стр. 514, Уайли, Нью-Йорк, 3-е издание, 2005.