Задайте lumpedElement

lumpedElement позволяет пользователю задать сложную нагрузку. Нагрузка может быть независимой от частоты (скаляром) или зависимой (вектором). Вы можете задать изменение частоты как вектор с помощью свойства Frequency. Можно также выбрать местоположение на поверхности антенны, где должна быть задана нагрузка. Для выполнения согласования импеданса нагрузка прикладывается к подаче.

le = lumpedElement

le = 
  lumpedElement with properties:

    Impedance: []
    Frequency: []
     Location: 'feed'

Антенна Cloverleaf

Выберите антенну cloverleaf из каталога. Антенна cloverleaf обычно используется на беспилотниках для беспроводной связи между 5.5-6.05GHz.

ant = cloverleaf;
freq = linspace(5.5e9, 6.05e9, 51);
figure; show(ant);

Как видно из импедансного графика, антенна резонирует на 5.6GHz. Сопротивление и значение реактивного сопротивления возрастают на более высоких частотах. Импеданс на частоте 5,8 ГГц составляет 32 + j12.

figure; impedance(ant, freq);

Совпадение на нижнем конце кажется довольно хорошим, но на более высоких частотах у нас нет хорошего соответствия за пределами 5,95 ГГц. Это препятствует соответствию антенны спецификациям, необходимым для успешной операции во всей частотной области значений.

figure; returnLoss(ant, freq);

Согласование импеданса - увеличение нагрузки при подаче

Вы можете получить лучшее соответствие во всей частотной области значений путем добавления некоторого импеданса в подаче. Поскольку изменение импеданса довольно плавно, одного значения импеданса может быть достаточно, чтобы получить хорошее соответствие во всей частотной области значений. Выбираем импеданс на 5,8 ГГц и стараемся точно соответствовать ему до 50 Ом. В подаче добавляется синяя точка, указывающая местоположение кусковой нагрузки.

le.Impedance = complex(18, -12);
ant.Load = le;
figure; show(ant);

Вычисление импеданса указывает, что к сопротивлению добавляют постоянное 18 Ом, в то время как емкостное реактивное сопротивление 12 Ом добавляют к реактивному сопротивлению во всей частотной области значений. Это также изменяет резонансную частоту антенны.

figure; impedance(ant, freq);

Однако изменение импеданса во всей частотной области значений помогает с полосой импеданса. Значение, больше чем 10 дБ потерь возврата, наблюдается на всей частотной области значений операции.

figure; returnLoss(ant, freq);

Сложение нагрузки в произвольном месте на поверхности антенны

Можно также загрузить антенну в произвольном месте на поверхности, задав координаты x, y и z местоположения. Рассмотрим ту же антенну, но поддерживаемую кольцевой полостью, как показано ниже.

ref = design(cavityCircular, 5.5e9);
ref.Exciter = cloverleaf;
figure; show(ref);

Можно добавить некоторую нагрузку к основе полости, чтобы добавить дополнительные потери в систему. Синяя точка, добавленная к основе полости, является местом расположения кусковой нагрузки.

refload = lumpedElement('Impedance',complex(20, 20), 'Location', [0 10e-3 0]);
ref.Load = refload;
figure; show(ref);

Добавление нескольких нагрузок

Несколько нагрузок можно добавить к антенне, задав несколько lumpedElement. Можно задать их как на подаче, так и на поверхности антенны. На поверхности антенны наблюдают несколько синих точек, указывающих местоположение нагрузки.

refload2 = lumpedElement('Impedance', complex(30, -10), 'Location', [10e-3, 10e-3, 0]);
ref.Load = [refload, refload2];
figure; show(ref);

Во всех анализах, выполненных на вышеуказанной антенне, будет учитываться эффект кусковой нагрузки. Это достигается путем добавления значения импеданса, заданного в объединенной нагрузке, к функции базиса в матрице взаимодействия Метода Моментов. Ребро, на котором добавляется нагрузка, можно визуализировать, посмотрев на mesh. Общее ребро, общий для двух синих треугольников, является ребром, на котором добавляется значение импеданса.

z = impedance(ref, 5.5e9);
figure; mesh(ref);