conformalArray

Создайте конформную антенную решетку

развернуть все на странице

Описание

The conformalArray класс создает антенную решетку, используя любой элемент из библиотеки антенн или массивов. Можно также задать массив любой произвольной геометрии, такой как круговой массив, непланарный массив, массив с неоднородной геометрией или конформный массив массивов.

Конформные массивы используются в:

  • Системы поворота, которые используют круговые массивы или сложенные круговые массивы

  • Авиационные системы из-за поверхностных неровностей или механических напряжений

Создание

Синтаксис

array = conformalArray
array = conformalArray(Name,Value)

Описание

пример

array = conformalArray создает конформную антенную решетку, используя антенный элемент, форму и положения антенны по умолчанию.

пример

array = conformalArray(Name,Value) создает конформную антенную решетку с дополнительными свойствами, заданными одним или несколькими аргументами пары "имя-значение". Name - имя свойства и Value - соответствующее значение. Можно задать несколько аргументы пары "имя-значение" в любом порядке как Name1, Value1, ..., NameN, ValueN. Не заданные свойства сохраняют значения по умолчанию.

Свойства

расширить все

Положение подачи или источника для каждого антенного элемента, заданное как M -by-3 действительная матрица. M - количество позиций элемента. По умолчанию M есть 2. Чтобы задать дополнительные антенные элементы, добавьте дополнительные положения элементов в конформном массиве.

Пример: 'ElementPosition', [0.1 0.1 0.1; -0.1 -0.1 -0.1;0.2 0.2]

Типы данных: double

Отдельная антенна или элементы массива в массивы, заданные как одно из следующих значений:

  • Скаляр

  • Массив объектов

  • Массив ячеек из объектов

По умолчанию конформный массив имеет два антенных элементов, диполь и боути. Чтобы задать дополнительную антенну или элементы массива, добавьте дополнительные положения элемента в конформном массиве. Можно добавить и сбалансированную, и несбалансированную антенны к одному и тому же конформному массиву.

Пример: m = monopole; h = conformalArray('Element', [m,m]). Создает конформный массив, состоящую из двух монополей антенных элементов.

Пример: la = linearArray; ra = rectangularArray; h = conformalArray('Element', {la,ra}). Создает конформный массив, состоящий из линейного массива и прямоугольного массива.

Типы данных: cell

Позиционная привязка для антенного элемента, заданная как 'origin' или 'feed'. Для получения дополнительной информации см. Ссылка на положение.

Пример: 'Reference', 'origin'

Типы данных: char | string

Амплитуда возбуждения антенных элементов, заданная как скаляр или неотрицательный вектор. Чтобы смоделировать мертвые элементы, задайте значение свойства 0.

Пример: 'AmplitudeTaper',3

Пример: 'AmplitudeTaper',[3 0]. Создает двухэлементный конформный массив, где 3 и 0 являются амплитудами возбуждений двух элементов.

Типы данных: double

Сдвиг фазы для антенных элементов, заданный как скаляр или вектор действительных чисел в степени.

Пример: 'PhaseShift',[-45 -45 45 45]

Типы данных: double

Угол наклона массива, заданный как скаляр или вектор с каждым модулем элемента в степенях. Для получения дополнительной информации см. Раздел «Вращение антенн и массивов».

Пример: 'Tilt',90,

Пример: 'Tilt',[90 90], 'TiltAxis',[0 1 0;0 1 1] наклоняет массив в 90 степенях вокруг двух осей, заданных векторами.

Типы данных: double

Ось наклона массива, заданная как:

  • Трехэлементные векторы Декартовых координат в метрах. В этом случае каждый вектор начинается с источника и лежит вдоль заданных точек на осях X-, Y- и Z.

  • Две точки в пространстве, каждая из которых задана как трехэлементные векторы Декартовых координат. В этом случае массив вращается вокруг линии, соединяющей две точки в пространстве.

  • Строковый вход, описывающий простые повороты вокруг одной из главных осей, 'X', 'Y' или 'Z'.

Для получения дополнительной информации см. Раздел «Вращение антенн и массивов».

Пример: 'TiltAxis',[0 1 0]

Пример: 'TiltAxis',[0 0 0;0 1 0]

Пример: array.TiltAxis = 'Z'

Типы данных: double

Функции объекта

showОтобразите антенну или структуру массива; отобразить фигуру как заполненную закрашенную фигуру
infoОтображение информации об антенне или массиве
beamwidthЛучевая ширина антенны
chargeРаспределение заряда на металлической или диэлектрической антенне или поверхности массива
correlationКоэффициент корреляции между двумя антеннами в массиве
currentРаспределение тока на металлической или диэлектрической антенне или поверхности массива
designПроектируйте антенну или массивы прототипа для резонанса на заданной частоте
efficiencyЭффективность излучения антенны
EHfieldsЭлектрическое и магнитное поля антенн; Встроенные электрическое и магнитное поля антенного элемента в массивах
impedanceВходное сопротивление антенны; импеданс скана массива
layoutОтображение массив или стек печатной платы размещения
meshСетчатые свойства металлической или диэлектрической антенны или структуры массива
optimizeОптимизируйте антенну или массив с помощью оптимизатора SADEA
patternДиаграмма направленности излучения и фаза антенны или массива; Встроенный шаблон антенного элемента в массиве
patternAzimuthАзимутальный шаблон антенны или массива
patternElevationШаблон повышения антенны или массива
returnLossОбратная потеря антенны; Скан возврата потеря массива
sparametersОбъект S-параметра

Примеры

свернуть все

Открыть Live Script

Создайте конформный массив по умолчанию.

c = conformalArray
c = 
  conformalArray with properties:

            Element: {[1x1 dipole]  [1x1 bowtieTriangular]}
    ElementPosition: [2x3 double]
          Reference: 'feed'
     AmplitudeTaper: 1
         PhaseShift: 0
               Tilt: 0
           TiltAxis: [1 0 0]


show(c)

Figure contains an axes. The axes with title conformalArray of antennas contains 6 objects of type patch, surface. These objects represent PEC, feed.

Открыть Live Script

Задайте радиус и количество элементов для массива.

r = 2;
N = 12;

Создайте массив из 12 диполей.

elem = repmat(dipole('Length',1.5),1,N);

Задайте значения x, y, z для позиций элемента в массиве.

del_th = 360/N;
th = del_th:del_th:360;
x = r.*cosd(th);
y = r.*sind(th);
z = ones(1,N);
pos = [x;y;z];

Создайте круговой массив с помощью заданных диполей и затем визуализируйте его. Отображение размещения массива.

c = conformalArray('Element',elem,'ElementPosition',pos');
show(c)

Figure contains an axes. The axes with title conformalArray of dipole antennas contains 36 objects of type patch, surface. These objects represent PEC, feed.

figure
layout(c)

Figure contains an axes. The axes with title Array layout contains 13 objects of type scatter, text.

Измените ширину четвертого и двенадцатого элементов кругового массива. Визуализация новой компоновки.

c.Element(4).Width = 0.05;
c.Element(12).Width = 0.2;
figure
show(c)

Figure contains an axes. The axes with title conformalArray of dipole antennas contains 36 objects of type patch, surface. These objects represent PEC, feed.

Вычислите и постройте график импеданса кругового массива на 100 МГц. График показывает импеданс первого элемента массива.

figure
impedance(c,100e6)

Figure contains an axes and other objects of type uicontrol. The axes with title Active Impedance contains 2 objects of type line. These objects represent Resistance element 1, Reactance element 1.

Чтобы просмотреть импеданс всех элементов массива, измените значение от 1 до 1:12, как показано на рисунке.

Открыть Live Script

Задайте три круглых цикла антенны радиусов 0,6366 м (по умолчанию), 0,85 м и 1 м соответственно.

l1 = loopCircular;
l2 = loopCircular('Radius',0.85);
l3 = loopCircular('Radius',1);

Создайте концентрический массив, который использует источник круглых циклов антенн в качестве ссылки положения.

c = conformalArray('Element',{l1,l2,l3},'ElementPosition',[0 0 0;0 0 0;...
    0 0 0],'Reference','origin');
show(c)

Figure contains an axes. The axes with title conformalArray of antennas contains 9 objects of type patch, surface. These objects represent PEC, feed.

Визуализируйте диаграмму направленности излучения массива на 80 МГц.

pattern(c,80e6)

Figure contains an axes and other objects of type uicontrol. The axes contains 9 objects of type patch, surface.

Открыть Live Script

Создайте дипольную антенну для использования в отражателе и конформном массиве.

d = dipole('Length',0.13,'Width',5e-3,'Tilt',90,'TiltAxis','Y');

Создайте бесконечную антенну отражателя грунтовой плоскости, используя диполь в качестве возбудителя.

rf = reflector('Exciter',d,'Spacing',0.15/2,'GroundPlaneLength',inf);

Создайте конформный массив с помощью 36 дипольных антенн и одной бесконечной антенной-отражателя наземной плоскости. Просмотрите массив.

x = linspace(-0.4,0.4,6);
y = linspace(-0.4,0.4,6);
[X,Y] = meshgrid(x,y);
pos = [X(:) Y(:) 0.15*ones(numel(X),1)];
for i = 1:36
    element{i} = d;
end
element{37} = rf;
lwa = conformalArray('Element',element,'ElementPosition',[pos;0 0 0.15/2]);
show(lwa)

Figure contains an axes. The axes with title conformalArray of antennas over infinite ground plane contains 112 objects of type patch, surface. These objects represent PEC, feed, infinite ground.

Управляйте только антенной рефлектора с амплитудой 1.

V = zeros(1,37);
V(end) = 1;
lwa.AmplitudeTaper = V;

Вычислите диаграмму направленности излучения конформного массива.

figure
pattern(lwa,1e9,'Type','efield')

Figure contains an axes and other objects of type uicontrol. The axes contains 112 objects of type patch, surface. This object represents infinite ground.

Открыть Live Script

Создайте две закрашенные фигуры микрополосковые антенны с помощью диэлектрической подложки FR4. Наклоните вторую закрашенная фигура антенны на 180 степени.

d = dielectric('FR4');
p1 = patchMicrostrip('Substrate',d);
p2 = patchMicrostrip('Substrate',d,'Tilt',180);

Создайте и посмотрите конформный массив, используя две закрашенные фигуры микрополосковые антенны, расположенные на расстоянии 11 см друг от друга.

c = conformalArray('ElementPosition',[0 0 0;0 0 0.1100],'Element',{p1,p2})
c = 
  conformalArray with properties:

            Element: {[1x1 patchMicrostrip]  [1x1 patchMicrostrip]}
    ElementPosition: [2x3 double]
          Reference: 'feed'
     AmplitudeTaper: 1
         PhaseShift: 0
               Tilt: 0
           TiltAxis: [1 0 0]


show(c)

Figure contains an axes. The axes with title conformalArray of antennas contains 12 objects of type patch, surface. These objects represent PEC, feed, FR4.

Открыть Live Script

Создайте конформный массив с помощью дипольных и монополярных антенн.

c = conformalArray('Element', {dipole, monopole})
c = 
  conformalArray with properties:

            Element: {[1x1 dipole]  [1x1 monopole]}
    ElementPosition: [2x3 double]
          Reference: 'feed'
     AmplitudeTaper: 1
         PhaseShift: 0
               Tilt: 0
           TiltAxis: [1 0 0]


c.ElementPosition = [0 0 0; 1.5 0 0];

Визуализируйте массив.

figure; 
show(c);

Figure contains an axes. The axes with title conformalArray of antennas contains 7 objects of type patch, surface. These objects represent PEC, feed.

Постройте график диаграммы направленности излучения массива на 70 МГц.

pattern(c, 70e6)

Figure contains an axes and other objects of type uicontrol. The axes contains 7 objects of type patch, surface.

Открыть Live Script

Создайте подрешетку линейных массивов в других местах.

la = linearArray('ElementSpacing',1)
la = 
  linearArray with properties:

           Element: [1x1 dipole]
       NumElements: 2
    ElementSpacing: 1
    AmplitudeTaper: 1
        PhaseShift: 0
              Tilt: 0
          TiltAxis: [1 0 0]


subArr = conformalArray('Element',[la la],'ElementPosition',[1 0 0;-1 1 0])
subArr = 
  conformalArray with properties:

            Element: [1x2 linearArray]
    ElementPosition: [2x3 double]
          Reference: 'feed'
     AmplitudeTaper: 1
         PhaseShift: 0
               Tilt: 0
           TiltAxis: [1 0 0]


show(subArr)

Figure contains an axes. The axes with title conformalArray of linearArray antennas contains 12 objects of type patch, surface. These objects represent PEC, feed.

Открыть Live Script

Создайте линейный массив диполей с интервалом между элементами 1m.

la = linearArray('ElementSpacing',1);

Создайте прямоугольный массив микрополосковых закрашенных фигур антенн.

ra = rectangularArray('Element',patchMicrostrip,'RowSpacing',0.1,'ColumnSpacing',0.1);

Создайте подрешетку, содержащий вышеуказанные линейный и прямоугольный массивы с изменениями в значениях конусности амплитуд и сдвига фазы.

subArr = conformalArray('Element',{la ra dipole},'ElementPosition',[0 0 1.5;0 0 0;1 1 1],...
    'AmplitudeTaper',[3 0.3 0.03],'PhaseShift',[90 180 120]);
show(subArr)

Figure contains an axes. The axes with title conformalArray of antennas contains 27 objects of type patch, surface. These objects represent PEC, feed.

Подробнее о

расширить все

Ссылки

[1] Баланис, Константин А. Теория антенны: Анализ и проект. 3rd Ed. New York: John Wiley and Sons, 2005.

См. также

| | |

Темы

Введенный в R2016a

Документация по Antenna Toolbox

Поддержка

Для просмотра документации необходимо авторизоваться на сайте