В самой основной форме микрополосковая закрашенная фигура состоит из излучающей закрашенной фигуры с одной стороны диэлектрической подложки и заземляющей плоскости с другой стороны. Микрополосковые закрашенная фигура излучаются в основном как широкие открытые полуволновые микрополосковые резонаторы. Длина L прямоугольные закрашенные фигуры для основного режима возбуждения немного меньше /2. Для хорошей эффективности антенны обычно желательна толстая диэлектрическая подложка, имеющая низкую диэлектрическую проницаемость, поскольку она обеспечивает большую полосу пропускания и четко определенный луч. Прямоугольная микрополосковая закрашенная фигура обычно излучает линейно поляризованную волну с усилением около 6-7 дБи на широкой стороне. Более высокие усиления (до 10 дБи) могут быть достигнуты с помощью различных средств, включая большие высоты закрашенных фигур и паразитные закрашенные фигуры.
В этом примере рассматривается микрополосковая закрашенная фигура, использующая воздушную подложку. Размерности выбираются из [1] для центральной частоты 10,35 ГГц.
freq = 10.35e9; patchLength = 12e-3; patchWidth = 17.73e-3; patchHeight = 1.56e-3; lengthgp = 55e-3; widthgp = 55e-3; feedoffset = [2.9e-3 0];
Параметры, определенные выше, используются для создания микрополоски закрашенной фигуры антенны.
ant = patchMicrostrip('Length', patchLength, 'Width', patchWidth, ... 'Height', patchHeight, 'GroundPlaneLength', lengthgp, ... 'GroundPlaneWidth', widthgp, 'FeedOffset', feedoffset); figure; show(ant);
Плоскость, которая содержит вектор электрического поля и направление максимального излучения, известна как E-плоскость [2] для линейно-поляризованных антенн. E-плоскость является xz-плоскостью в данном случае она определяется сдвигом подачи в направлении x, но в целом не имеет ничего общего с относительными размерностями закрашенной фигуры на рисунке. Плоскость, которая содержит вектор магнитного поля и направление максимального излучения, известна как H-плоскость для линейно-поляризованных антенн. H-плоскость в данном случае является yz-плоскостью. Сополяризация является предполагаемой поляризацией антенны. В H-плоскости предполагаемой поляризацией является компонент электрического поля в x- направлении (который совпадает с азимутальным компонентом). Приведенные ниже графики показов направленность этого азимутального компонента в H-плоскости (сополяризация диаграммы направленности излучения). Как ожидалось, косополяризация шаблон резко падает близко к плоскости земли, что отражает граничное условие отсутствия тангенциального поля на металлической плоскости земли.
pattern(ant, freq, 90, 0:1:180, 'CoordinateSystem', 'rectangular', ... 'Polarization', 'H');
Перекрестная поляризация является нежелательной поляризацией антенны. Поперечная поляризованный компонент электрического поля перпендикулярен сополяризованному компоненту. В H-плоскости перекрестной поляризации задается комбинированными компонентами электрического поля в направлениях y - и z - это повышение составляющая электрического поля. Различие между co- и перекрестной поляризацией называется поляризационной изоляцией. Приведенные ниже графики показов направленность поперечного поляризованного электронного поля в H-плоскости (перекрестная поляризация диаграммы направленности излучения). Как и ожидалось, в зените есть нулевое значение.
pattern(ant, freq, 90, 0:1:180, 'CoordinateSystem', 'rectangular', ... 'Polarization', 'V');
В плоскости E предполагаемая поляризация задается комбинированными компонентами электрического поля в x- и z-направлениях, который является повышением компонентом электрического поля. Приведенные ниже графики показов направленность сополяризованного электронного поля в плоскости E (сополяризация диаграммы направленности излучения). Как ожидалось, шаблон не симметричен из-за эффекта подачи.
pattern(ant, freq, 0, 0:1:180, 'CoordinateSystem', 'rectangular', ... 'Polarization', 'V');
В плоскости E перекрестная поляризация задается компонентом электрического поля в направлении y, который является компонентом азимутального электрического поля. Приведенные ниже графики показов направленность поперечного поляризованного электронного поля в плоскости E (перекрестная поляризация диаграммы направленности излучения). Как ожидалось, шаблон указывает на очень низкую перекрестную поляризацию.
pattern(ant, freq, 0, 0:1:180, 'CoordinateSystem', 'rectangular', ... 'Polarization', 'H');
Общее поведение антенны хорошо соответствует результатам, опубликованным в [1].
[1] Д. Гуха, С. Чаттопэдхья, Дж. И. Сиддикуи, «Оценка улучшения выгоды, заменяющего PTFE воздушным основанием в микрополосе, исправляет антенну [Notebook Antenna Designer]», Антенны IEEE и журнал Propagation, vol.52, № 3, pp.92-95, июнь 2010.
[2] C. A. Balanis, 'Antenna Theory. Analysis and Design, 'p.33, Wiley, New York, 3rd Edition, 2005.
Моделирование и анализ однополосного Слоя U-слота Закрашенной фигуры антенны
