Откройте приложение Antenna Array Designer

Введите antennaArrayDesigner в командной строке MATLAB ®, чтобы открыть приложение.

Команда открывает пустое полотно. В пустом холсте нажмите кнопку Создать.

Проектирование прямоугольной микрополоски Закрашенной фигуры Массива

На вкладке «Создать» выберите «Прямоугольный» из коллекции массивов. Выберите «Галерея антенн» > «Микрополоска» в семействе закрашенных фигур.

Выберите «Без подкачки» в разделе «Галерея опорных структур».

Установите значение Design Frequency в 2.4 GHz. Установите размер массива равным 2,2.

Чтобы проанализировать эту антенную решетку, нажмите Принять.

Построение 3-D Диаграмм направленности излучения

Наблюдайте прямоугольный массив микрополосковой закрашенную фигуру и размещение геометрии на частоте 2.4 ГГц во вкладках Array и Layout 3D figure.

На панели инструментов в разделе PATTERN нажмите кнопку 3-D Шаблон, чтобы визуализировать диаграмму направленности излучения. Максимальное усиление массива составляет 14,8 дБи.

Постройте график 2-D Повышения Шаблона для измерения отношения передней и задней лепестков

На панели инструментов, в разделе PATTERN, нажмите EL Pattern, чтобы визуализировать отношение передней и задней (F/B) лепестков. Справа нажатием кнопки на графике и выберите Измерения > Antenna Metrices. Появится диалоговое окно с сообщением: Существующие маркеры будут удалены. Выберите «Удалить».

F/B (дБ) составляет 31,2 дБ.

Определите цель оптимизации

Чтобы оптимизировать антенную решетку с помощью приложения Antenna Array Designer, необходимы эти входы:

Цель оптимизации: Максимизировать коэффициент усиления прямоугольной закрашенной фигуры массива антенны, используя отношение F/B лепестка в качестве ограничения для поддержания желаемого направления основного лепестка.

В этом примере входами являются:

Целевая функция: Maximize Gain (dBi).

Конструктивные переменные: RowSpacing, ColumnSpacing, GroundPlaneLength and GroundPlaneWidth.

Ограничения: F/B lobe ratio (dB).

Установите оптимизатор

Чтобы оптимизировать прямоугольную антенну коммутационного массива, нажмите кнопку «Оптимизировать» в разделе «Оптимизировать».

Оптимизатор поддерживает несколько целевых функций. Этот пример использует максимизацию усиления в качестве целевой функции.

В этом примере оптимизатор может занять до семи часов, чтобы сходиться. Для достижения поставленных целей предпочтительными являются следующие строения машин:

Установите целевую функцию

Чтобы выбрать целевую функцию, выберите Maximize Gain.

Установите Проект переменные

Чтобы задать конструктивные переменные, выберите вкладку Конструктивные переменные. Установите флажки, чтобы выбрать переменные проекты. Эти переменные оптимизированы, чтобы получить максимальное усиление антенны.

В этом примере установите флажки, соответствующие RowSpacing и ColoumnSpacing под прямоугольным массивом (Array-Geometry) и GroundPlaneLength и GroundPlaneWidth в разделе patchMicrostrip -Геометрия.

Конструктивные переменные устанавливаются на основе значений, показанных в таблице.

Нажмите Применить, чтобы задать переменные.

Установите ограничения к цели оптимизации

Выберите «Функция ограничения» на вкладке «Ограничение».

Чтобы задать ограничения, выберите F/B Lobe Ratio (dB) в качестве функции ограничения из панели ограничения выберите оператор «>» под знаком и установите значение 31.

Нажмите Применить, чтобы принять Constraints.

Чтобы ввести количество итераций, в разделе Settings, установите Iterations до 200 и выберите Parallel Computing, если у вас есть Toolbox™ Parallel Computing.

Запуск оптимизации SADEA

Чтобы начать оптимизацию, нажмите Запуск.

Алгоритм SADEA содержит два этапа

На этапе модели создания оптимизатор делает суррогатную модель из пространства проекта, заданного объекта и функции ограничений. В проекте анализ пространства выполняется на точки выборки.

В результате ось X показывает количество выборок, а ось Y - значение значения функции анализа на этой выборке. В нижней левой части окна приложения отображается текущее значение выборки, а в нижней правой части окна приложения - переменные проекты. Оптимизатор принимает соответствующее количество выборок, чтобы создать модель. После того, как модель построена, оптимизатор начинает запускать итерации.

На этапе оптимизации ось X показывает количество итераций, а ось Y - значения целевых функций. Из графиков, показанных на стадии оптимизации, можно понять тренд сходимости.

Примечание. Графики цели и ограничения показывают меньше отклонений. После 170-й итерации два графика сходятся.

Оптимизированный шаблон 3-D и отношение переднего к заднему лепестку

После завершения оптимизации нажмите Accept. Нажмите Apply, чтобы проанализировать шаблоны 3-D и 2-D.

Чтобы наблюдать 3-D диаграммы направленности оптимизированной антенны, нажмите кнопку 3D шаблона в разделе Pattern. Максимальная направленность наблюдается как 16,8 дБи.

Щелкните EL Pattern в разделе Pattern, чтобы увидеть отношение F/B лепестка. Оптимизированное отношение F/B лепестков антенны составляет 31,4 дБ.

Таблица показывает сравнение результатов.