Создайте модуль излучателя

Модуль излучателя, представленная в [1], является поперечной балочной структурой I с оптимизированной подачей зонда в одном плече. Единичная камера имеет размерность 3 см и зазор 0,5 мм. Подробная информация о геометрии представлена ниже.

length    = 14.75*1e-3;
width     = 3*1e-3;
s         = 0.25*1e-3;
thickness = 1.5*1e-3;
viaDia    = 0.5*1e-3*2;
feedWidth = viaDia/2;
gndLength = length+2*s;
gndWidth  = gndLength;

Мы используем объект customAntennaGeometry, чтобы создать верхний крест I излучателя луча и поместить его в отражатель, чтобы сформировать модуль излучателя структуру. В этой упрощенной геометрии мы удаляем подложку из проекта, которая увеличивает частоту излучения до 9.14GHz, выше, чем представлено в [1].

pr1 = em.internal.makerectangle(length,width)';
pr2 = em.internal.makerectangle(width,length)';

f1  = em.internal.makerectangle(feedWidth,feedWidth);

pr3 = em.internal.translateshape(f1,[-5*1e-3+feedWidth/2 0 0])';

radiator = customAntennaGeometry('Boundary',{pr1,pr2,pr3},'Operation','P1+P2+P3');

radiator.FeedLocation = [-5*1e-3 0 0];
radiator.FeedWidth = feedWidth;

ant = reflector('Exciter',radiator,'GroundPlaneLength',gndLength,'GroundPlaneWidth',gndWidth,...
    'Spacing',thickness,'EnableProbeFeed',true);

figure;
show(ant);

Сетка и анализ структуры модулей.

Мы вручную создаем сетку, чтобы контролировать размер сетки, сгенерированный в анализе.

figure;
mesh(ant,'MaxEdgeLength',0.1);

freq = 9.14e9;
figure;impedance(ant,freq*[0.8:0.01:1.1]);

Реализуйте периодический контур и анализируйте

Чтобы включить периодический краевой эффект на единичном радиаторе, мы принимаем проектируемый единичный радиатор как элемент в объекте infiniteArray в антенне toolbox, который создает бесконечную антенную решётку с проектируемым радиатором. Численно он использует специальную функцию зеленого в алгоритме MOM. Эффект связи между соседним единичным излучателем моделируется.

infArray = infiniteArray('Element',ant);
figure;show(infArray);

figure; current(infArray, freq);

Анализ конечного массива

Порядок анализировать эффект связи на массиве конечных размеров, мы создадим прямоугольную решётку с 5 на 5 элементами с проектированным излучателем.

array = rectangularArray('Element',ant);
array.Size = [5 5];
array.RowSpacing = gndLength;
array.ColumnSpacing = gndWidth;

figure;show(array);

Шаблон и текущий анализ полного массива показаны ниже.

figure; pattern(array,freq);

figure; current(array,freq);

Заключение

Результат моделирования тока и шаблона, полученный из конечного массива, совпадал с аналогичным результатом, сообщенным в [1].

Ссылки

[1] М. Е. Бадаве, Т. С. Альмонеф, О. М. Ramahi, 'A True Metasurface Antenna', Природа, 6,19268, 2016