Сравнение измерений в монополях

Этот пример сравнивает импеданс монополя, анализируемого в Antenna Toolbox™ с измеренными результатами. Соответствующая антенна была изготовлена и измерена в Центре метаматериалов и интегрированной плазмоники (CMIP) Университета Дьюка. Монополь рассчитан на рабочую частоту 2,5 ГГц.

Создание, изменение и просмотр монополя

Создайте монополярную геометрию антенны по умолчанию. Затем измените высоту и ширину монополя и размерности наземной плоскости, чтобы соответствовать аппаратному прототипу. Поскольку монополь находится в центре плоскости земли, свойство FeedOffset антенны не изменяется.

mp = monopole;
mp.Height = 28.5e-3;
mp.Width = 2.54e-3;
mp.GroundPlaneLength = 0.1;
mp.GroundPlaneWidth = 0.1;
figure;
show(mp)

Figure contains an axes. The axes with title monopole antenna element contains 4 objects of type patch, surface. These objects represent PEC, feed.

График импеданса и возврат потерь

Задайте полосу частот для анализа. Нижняя полоса частот составляет 500 МГц, а верхняя полоса частот - 5 ГГц. Поскольку импеданс ссылки не задан как один из аргументов при вычислении потерь возврата, значение по умолчанию 50 Ω будет использоваться.

freq = 0.5e9:50e6:5e9;
RL = returnLoss(mp,freq);
[~,ind1] = max(RL);
figure;
impedance(mp,freq);
marker1 = linspace(-500,500,21);
hold on
plot(freq(ind1).*ones(1,21)./1e9,marker1,'m-.','LineWidth',2)
textInfo = [ ' \leftarrow' num2str(freq(ind1)/1e9) 'GHz'];
text(freq(ind1-1)/1e9,300,textInfo,'FontSize',11)
hold off

Figure contains an axes. The axes with title Impedance contains 4 objects of type line, text. These objects represent Resistance, Reactance.

figure
returnLoss(mp,freq);
marker2 = linspace(0,30,21);
hold on
plot(freq(ind1).*ones(1,21)./1e9,marker2,'m-.','LineWidth',2)
hold off

Figure contains an axes. The axes with title Return Loss contains 2 objects of type line.

Сравнение с коэффициентом измерения - отражения

Измерения производили на изготовленном монополе в той же полосе частот. Измеренные данные являются коэффициентом отражения% (S11) монополя в децибелах. Чтобы сравнить с измерениями, постройте график численного коэффициента отражения, который является отрицательным от возвратных потерь.

load('monopole_measured.mat');
figure;
plot(freq/1e9,-mp.returnLoss(freq),'b','linewidth',3);
hold on;
plot(f/1e9,S11dB,'r','linewidth',3);
hold off;
grid on
legend('Analysis','Measurement','Location','Best');
xlabel('Frequency (GHz)');
ylabel('S_1_1 (dB)'); 
title('Monopole Antenna');

Figure contains an axes. The axes with title Monopole Antenna contains 2 objects of type line. These objects represent Analysis, Measurement.

Рисунок указывает на хорошее согласие между теорией и измерениями. Как правило, такой критерий, как S11<-10dB используется для описания хорошего соответствия импеданса. Анализ и измерение подтверждают, что монополь удовлетворяет критерию в полосе с центром около 2,5 ГГц. Изготовленный монополь и настройки измерения показаны ниже.

Изготовленный монополь и настройка измерения (с разрешения CMIP, Университет Дьюка)

См. также

Сравнение измерений в монополях

Спиральная антенна Проекта