Создайте тонкий диполь

Диполь по умолчанию имеет ширину 10 см. Уменьшите ширину до 1 см и измените параметр dipole Width.

mydipole = dipole;
w = 1e-2;
mydipole.Width = w;

Вычисление импеданса базовой линии

Вычислите и сохраните импеданс и количество треугольных граней в mesh при использовании mesh по умолчанию. Поскольку длина диполя составляет 2 м, мы выбираем частоту анализа как частоту половинной длины волны $$f=c/(2*l)$$, где c, - скорость света.

c = 2.99792458e8;
f = c/(2*mydipole.Length);
Zbaseline = impedance(mydipole,f);
meshdata  = mesh(mydipole);
Nbaseline = meshdata.NumTriangles;
Mbaseline = meshdata.MaxEdgeLength;

Определите параметры анализа

Создайте параметры для хранения импеданса, относительного изменения импеданса и размера сетки.

Zin = Zbaseline;
numTri = Nbaseline;
Ztemp = Zin(1);

Влияние точности сетки на импеданс антенны

Треугольный mesh подразумевает дискретизацию геометрии поверхности на маленькие плоские треугольники. Все поверхности антенны в Toolbox� Antenna дискретизированы в треугольники. Можно оценить точность результатов симуляции путем равномерного уточнения mesh. Чтобы задать разрешение mesh, укажите размер максимальной длины ребра, т.е. самую длинную сторону треугольника среди всех треугольников в mesh, перед анализом.

Для каждого значения максимальной длины ребра обновляйте mesh, вычисляйте импеданс на предопределенной рабочей частоте и вычисляйте количество треугольников в mesh. Сохраните импеданс и количество треугольников в mesh для последующего анализа. Наконец, вычислите относительное изменение импеданса антенны между последующими уточнениями сетки, пока не будет достигнут требуемый критерий сходимости.

exptol = .002;
tolCheck = [];                
n = 1;
nmax = 12;
pretol = 1;
ShrinkFactor = 0.96;
while (n < nmax+1)&&(pretol > exptol)
    Mbaseline(n+1)=Mbaseline(n)*ShrinkFactor^(n-1);    
    meshdata = mesh(mydipole,'MaxEdgeLength',Mbaseline(n+1));
    numTri(n+1) = meshdata.NumTriangles;   
    % Check if mesh has changed and only then calculate impedance
    if numTri(n+1)~=numTri(n)
        Zin(n+1) = impedance(mydipole,f);
        Zchange = abs((Zin(n+1)-Ztemp)/Zin(n+1));
    else
        Zin(n+1) = Zin(n);
        Zchange = pretol;
    end
    tolCheck(n) = Zchange;               %#ok<SAGROW>
    pretol      = tolCheck(n);
    Ztemp       = Zin(n+1);
    n = n+1;
end
tolValue = exptol.*ones(1,n);
tolCheck = [nan tolCheck];

Импеданс диполя с более мелкими сетками

В конце этого анализа сопротивление, $$R_{in}$$ $\approx 84\Omega$и реактивное сопротивление, $$X_{in}$$$\approx 45\Omega$. Это значение хорошо согласуется с результатами, представленными в [1], [3]. Лучшие результаты получаются с помощью адаптивного алгоритма уточнения сетки, который подразумевает избирательное уточнение сетки в области максимальной числовой ошибки. Для этого случая кривая относительной сходимости показана ниже

figure;
loglog(numTri,tolCheck,'-x','LineWidth',2)
hold on
loglog(numTri,tolValue,'-x','LineWidth',2)
axis([min(numTri),max(numTri),10^-4,1])
grid on
xlabel('Number of triangles')
ylabel('Relative change in impedance')
legend('Convergence','Goal')
title('Relative convergence curve for Impedance')

См. также

Анализ монополярного импеданса

Ссылки

[1] С. Н. Макаров, 'Antenna and EM Modeling with MATLAB,' p.66, Wiley, 2002.

[2] C. A. Balanis, 'Antenna Theory. Analysis and Design, 'p.514, Wiley, New York, 3rd Edition, 2005

[3] R. C. Hansen, «Carter Dipoles and Resonant Dipoles», Proceedings of the Antenna Application Symposium, Allerton Park, Monticello, IL, pp.282-284, Sep. 21-23-го 2010.