Диполь над конечной плоскостью земли

Отражатель по умолчанию имеет дипол над плоскостью земли, работающей вокруг 1GHz.

r = reflector;
show(r); 

Глядя на диаграмму направленности излучения, мы видим, что ниже земли есть утечки. Это связано с размером наземной плоскости.

pattern(r, 1e9);

Для предотвращения утечек наземная плоскость должна быть увеличена. Однако, увеличивая размер плоскости заземления, размер mesh увеличивается. Увеличение размера сетки увеличивает время симуляции. Ниже приведены mesh, созданные для структуры выше.

mesh(r);

Увеличение размера наземной плоскости позволит разместить больше треугольников на земле, что приведет к увеличению времени симуляции.

Диполь над бесконечной наземной плоскостью

Простой способ предотвратить утечки ниже наземной плоскости - сделать наземную плоскость бесконечной. Это может быть достигнуто путем создания бесконечности либо GroundPlaneLength, либо GroundPlaneWidth, либо обоих. В этом случае наземная плоскость заменяется синим листом, указывающим, что наземная плоскость не выполнена из металла.

r.GroundPlaneLength= inf;
show(r);

На шаблон графика нет утечек ниже земли. Этот результат может быть использован в качестве первого прохода, чтобы получить общее представление об антенне. Бесконечная плоскость земли может быть заменена большой конечной плоскостью в конце, чтобы искать эффекты ребра. Другим интересным фактором является увеличение максимального значения направленности. Поскольку заднего лепестка нет, вся энергия излучается над плоскостью земли, увеличивая максимальную направленность с 7,38 до 7.5dBi.

pattern(r, 1e9);

Как упоминалось выше, бесконечная наземная плоскость не зацеплена. В mesh для этой структуры показаны только mesh для элемента dipole.

mesh(r);

Импеданс отражателя с бесконечной наземной плоскостью выглядит аналогично импедансу с конечной наземной плоскостью. Значение резонанса немного смещено от 880MHz для конечной земли к 890MHz для бесконечного случая.

impedance(r, 850e6:2e6:950e6);

Закрашенная фигура решетка над бесконечной землей

Концепция бесконечной земли становится еще более важной для массивов. Когда количество элементов увеличивается, размер плоскости земли резко увеличивается, так как пространство на земле между элементами также должно быть зацеплено. Поэтому выбор бесконечной наземной плоскости для массивов довольно распространен. Бесконечные наземные плоскости в массивах также называются наземными экранами.

p = patchMicrostrip('GroundPlaneWidth', inf);
arr = rectangularArray('Element', p);
arr.RowSpacing = 0.075;
arr.ColumnSpacing = 0.1;
show(arr);

Выше находятся четыре элемента прямоугольных закрашенных фигур, массива на бесконечной плоскости земли. Резонанс индивидуума закрашенных фигур составлять около 1,75 ГГц. Ниже представлен шаблон полного массива.

pattern(arr, 1.75e9);

Снова график показывает, что ниже земли нет излучения. Показан mesh, которая используется для решения массива. Как упоминалось выше, заземление не зацепляется, поэтому общий размер системы уменьшается, что приводит к более быстрому времени расчета.

mesh(arr);

Ссылки

[1] C. A. Balanis, Antenna Theory. Analysis and Design, Wiley, New York, 3rd Edition, 2005.