Проектирование и анализ изогнутых отражателей
Этот пример показывает, как проектировать и анализировать изогнутые отражатели. Изогнутые отражатели являются усовершенствованной версией прямоугольных отражателей. Изогнутая поверхность на этих отражателях отражает и фокусирует волны, что обеспечивает более сильный сигнал. Некоторыми из заметных характеристик изогнутых отражателей являются высокий коэффициент усиления, низкая перекрестная поляризация и разумная полоса пропускания.
В этом примере вы спроектируете и проанализируете два типа изогнутых отражателей, цилиндрический и сферический. Затем вы сравните их диаграммы направленности излучения с другими типами опорных структур.
Проектирование и анализ цилиндрического отражателя
Цилиндрический отражатель использует в качестве отражателя поверхность цилиндрической формы. Этот отражатель сосуществует с антенной в различных беспроводных передающих приложениях, таких как радар, общая спутниковая связь и в астрономических приложениях. Функция отражателя состоит в том, чтобы фокусировать луч сигнала в определенном направлении для усиленного усиления антенны. Следующие свойства объекта цилиндрического отражателя, reflectorCylindrical используются в этом примере для определения цилиндрического отражателя и системы возбуждения.
GroundPlaneLength- Длина наземной плоскости в метрахGroundPlaneWidth- Ширина наземной плоскости в метрахDepth- Перпендикулярное расстояние от источника до цилиндрического отверстия отражателя в метрах
GL = 0.3; GW = 0.3; D = 0.075; cref = reflectorCylindrical('GroundPlaneLength',GL,'GroundPlaneWidth',GW,'Depth',D); cref.Tilt = 90; cref.Exciter.TiltAxis = [1 0 0]; cref.Exciter.Tilt = 90; show(cref)
Постройте график диаграммы направленности излучения цилиндрического отражателя на 1 ГГц.
pattern(cref,1e9) view(-26,39)
Проектирование и анализ сферического отражателя
Этот типовой отражатель создается путем взятия поперечного сечения из сферы и подходит для широкоугольного сканирования. Сферический отражатель может обеспечить сканирование луча от фиксированной отражающей поверхности без каких-либо искажений. Это снижает стоимость системы сканирования по сравнению с обычными антенными системами рефлектора. Снижение затрат приводит к устранению необходимости перемещения первичной отражающей поверхности при всех углах возвышения. Следующие свойства объекта сферического отражателя, reflectorSpherical используются в этом примере для определения сферического отражателя и системы возбуждения.
Radius- Радиус отверстия в метрахDepth- Перпендикулярное расстояние между источником и апертурой антенны в метрах
R = 0.15; D = 0.15; sref = reflectorSpherical('Radius',R,'Depth',D); show(sref)
Постройте график диаграммы направленности излучения опорного диполя сферического отражателя.
pattern(sref,10e9)
Азимутальные графики прямоугольных и цилиндрических отражателей
Постройте азимутальные шаблоны прямоугольных и цилиндрических отражателей, чтобы сравнить характеристики излучения двух отражателей.
Создайте прямоугольный объект антенны отражателя.
antR = reflector; antR.Tilt = 90; antR.Exciter.TiltAxis = [1 0 0]; antR.Exciter.Tilt = 90; show(antR)
Постройте графики азимультного шаблона для прямоугольных и цилиндрических отражателей и сравните их результаты.
pa1 = patternAzimuth(antR,1e9,0,"Azimuth",0:-1:-360); pa2 = patternAzimuth(cref,1e9,0,"Azimuth",0:-1:-360); figure; polarpattern(pa1); hold on; polarpattern(pa2); hold off; l = legend('Rectangular Reflector','Cylindrical Reflector'); l.Position = [0.6 0.8877 0.2996 0.0869];
Цилиндрические отражатели, исходя из их кривизны, обеспечивают более высокий коэффициент усиления по сравнению с прямоугольными отражателями.
Вертикальные графики сферических и параболических отражателей
Постройте график повышения шаблонов сферических и параболических отражателей, чтобы сравнить характеристики излучения двух отражателей.
Создайте параболический отражатель.
pref = reflectorParabolic; show(pref)
Сравните графики шаблона повышения параболического и сферического отражателей.
pe1 = patternElevation(pref,10e9,0,'Elevation',0:360); pe2 = patternElevation(sref,10e9,0,'Elevation',0:360); figure polarpattern(pe1) hold on; polarpattern(pe2) l = legend('Parabolic Reflector','Spherical Reflector'); l.Position = [0.6 0.8877 0.2996 0.0869];
Повышение шаблона графика сферического отражателя показывает больше peaks по сравнению с параболическим отражателем. Это означает, что сферический отражатель сканирует более широкую область.
Ссылка
[1] Баланис, Константин А. Теория антенны: Анализ и проект. 3-й эд. Хобокен, Нью-Джерси: Джон Уайли, 2005.
[2] Zali H.M., M.T.Ali, I.Pasya, N.A.Halili, H.Jaafar, M.Hilmi. «Проект цилиндрического параболического отражателя на монополярной плазменной антенне». IEEE International RF and микроволновая конференция (RFM), Пенанг, 2013, стр. 344-348.