Определите параметры

Все эти микрополосковые антенны, состоящие из ПХД толщиной 6,6 мм с диэлектрической постоянной EpsilionR 4,2 и тангенсом потерь 0,02 и квадратной земной плоскостью 100 мм x 100 мм, питаемой коаксиальным зондом диаметром 1,3 мм, спроектированы для соответствия полосе ISM (2,4-2,5 G.

LGp = 100e-3;       % Ground plane length
WGp = 100e-3;       % Ground plane width
h = 6.6e-3;         % Height of the substrate

Задайте параметры эллиптической закрашенная фигура

Спроектируйте patchMicrostripElliptical подачи зондаантенна с размерностью большой оси 33,5 мм, малой оси 18,8 мм. Подача смещена на 11,6 мм от источника вдоль оси X.

a = 33.5e-3;       % Major Axis       
b = 18.8e-3;        % Minor Axis
f = 11.6e-3;        % Feed Offset     
d = dielectric('EpsilonR',4.2,'LossTangent',0.02);

Создайте patchMicrostripElliptical антенна с использованием заданных параметров.

p_Ellipse= patchMicrostripElliptical('MajorAxis',a,'MinorAxis',b,...
    'Height',h,'Substrate',d,'GroundPlaneLength',LGp,'GroundPlaneWidth',... 
    WGp,'FeedOffset',[-(a/2-f) 0]);
figure; 
show(p_Ellipse);

Задайте параметры кольцевая закрашенная фигура

Спроектируйте patchMicrostripCircular подачи зонда антенна с размерностью 16 мм Radius. Подача смещена на 9,25 мм от источника вдоль оси X.

r = 16e-3;          % Radius  
f1 = 9.25e-3;       % Feed Offset

Создайте patchMicrostripCircular антенна с использованием заданных параметров.

p_Circle= patchMicrostripCircular('Radius',r,'Height',h,'Substrate',d,...
    'GroundPlaneLength',LGp,'GroundPlaneWidth',WGp,'FeedOffset',[-(r-f1) 0]);
figure; 
show(p_Circle);

Задайте параметры прямоугольной закрашенная фигура

Создайте прямоугольный patchMicrostrip с питанием от зонда антенна с размерностями 28,20 мм по длине, 34,06 мм по ширине. Подача смещена на 5,3 мм от источника вдоль оси X.

rect1 = 28.20e-3;  % length    
rect2 = 34.06e-3;  % width   
f2 = 5.3e-3;       % feedoffset

Создайте patchMicrostrip прямоугольная антенна с использованием заданных параметров.

p_rect= patchMicrostrip('Length',rect1,'Width',rect2,'Height',h,'Substrate',d,...
    'GroundPlaneLength',LGp,'GroundPlaneWidth',WGp,... 
    'FeedOffset',[-(rect1/2-f2) 0]);
figure; 
show(p_rect);

Задайте параметры треугольной закрашенная фигура

Спроектируйте уравнительную patchMicrostripTriangular антенна с размерностью 37,63 мм. Подача смещена на 3,8 мм от источника вдоль оси Y.

side = 37.63e-3;    
f_off = 3.8e-3;     
p_triang= patchMicrostripTriangular('side',side,'Height',h,'Substrate',d,...
    'GroundPlaneLength',LGp,'GroundPlaneWidth',WGp,...
    'FeedOffset',[0 -side/2+f_off]);  
figure; 
show(p_triang);

Визуализация величины коэффициента отражения закрашенных фигур

Постройте график коэффициента отражения для этих антенн на полосе и ссылке импеданса 50 Ом. Кривые для величины коэффициента отражения показаны на приведенном ниже рисунке. Вручную mesh закрашенной фигуры антенны с другим краем длинами.

Визуализация диаграммы направленности излучения

Направленность антенн составляет около 6,37 дБ для эллиптической закрашенной фигуры, 7 дБ для круговой закрашенной фигуры, 7,37 дБ для прямоугольной закрашенной фигуры и 6,16 дБ для треугольной закрашенной фигуры.

Взаимное соединение прямоугольных и треугольных закрашенных фигур

Этот раздел посвящен изучению кейсов, фокусируясь на строениях с самыми низкими взаимными связями. Относительное перемещение 'd' фиксируется как лямбда/2, две закрашенные фигуры помещаются один за другим строение и закрашенные фигуры располагаются в центре прямоугольной плоскости заземления 160 мм x 100 мм с подложкой FR4.

LGp1 = 160e-3;       % Ground plane length
WGp1 = 100e-3;       % Ground plane width
Ground_plane1=antenna.Rectangle('Length',LGp1,'Width',WGp1);% Ground plane
dis = 0.0612;        % distance between two patches (d = lambda/2)

Создайте patchMicrostrip прямоугольная антенна с использованием заданных параметров.

r_ant = pcbStack(p_rect);
rect_p = r_ant.Layers{1};
rect_p.Center = [-dis/2 0];

Создайте patchMicrostripTriangular антенна с использованием заданных параметров.

t_ant = pcbStack(p_triang);
triangle_p = t_ant.Layers{1};
triangle_p= rotateZ(triangle_p,180);
triangle_p= translate(triangle_p,[dis/2, 0, 0]);
patch = rect_p+triangle_p; % adding patches

Определение стека печатной платы

Используйте pcbStack для определения металлического и диэлектрического слоев для взаимно связанных закрашенная фигура. самый верхний слой является закрашенной фигурой, второй слой является слоем диэлектрика, а третий слой является плоскостью заземления.

p_mc=pcbStack;
d4=dielectric('EpsilonR',4.2,'Thickness',h,'LossTangent',0.02);
p_mc.BoardThickness=d4.Thickness;
p_mc.BoardShape.Length=LGp1;
p_mc.BoardShape.Width=WGp1;
p_mc.Layers={patch,d4,Ground_plane1};
p_mc.FeedLocations=[-dis/2 -(rect1/2-f2) 1 3; dis/2 -5.3075e-3 1 3];
p_mc.FeedDiameter=1.3e-3;
figure; 
show(p_mc);

Диаграмма направленности излучения взаимно связанных Закрашенных фигур

Направленность строения бок о бок составляет 7,4 дБ

figure; 
pattern(p_mc,2.45e9);

Шаблон Величины

figure;
[fm,~,t10] = pattern(p_mc,2.45e9,0,0:360); 
polarpattern(t10,fm);

Ссылка

1) https://ieeexplore.ieee.org/stamp/stamp.jsp?tp=&arnumber=7225105

2) Зонд - Питаемый линейно - Поляризованные электрически эквивалентные микрополосковые антенны на FR4 подложках