Документация

Распределение заряда

Поток зарядов на поверхности антенны определяет поверхностные токи антенны. Чтобы антенны излучали, должно быть ускорение или замедление зарядов. Замедление зарядов вызвано наращиванием зарядов в конце провода, что приводит к разрывам импеданса. Этот механизм создает электромагнитное излучение. Накопление зарядов изменяется в зависимости от времени и структуры антенны.

Накопление зарядов эксплуатируется многими способами. Если вычислить импеданс этой монополярной антенны с помощью функции импеданса, то получится следующий график:

m = monopole
impedance(m,20e6:1e6:120e6)

Можно наблюдать, что первый резонанс находится примерно на 71 МГц. Чтобы снизить резонансную частоту, пересчитайте высоту монополя в четверть длины волны. Частота операции также ниже. Необходимо также увеличить размер соответствующей наземной плоскости. Такое увеличение размера означает, что для достижения аналогичной эффективности на более низкой частоте нужна большая антенна. Этот подход невозможен из-за ограничений физического пространства.

В качестве альтернативы можно использовать тот факт, что антенны имеют накопление заряда. Если вы обеспечиваете соответствующую структурную модификацию антенны, заряды накапливаются. Для монополярной антенны можно включить накопление заряда, добавив верхнюю шапку к монополю. Теперь, если вычислить импеданс антенны с помощью top-hat, график следующий:

mt = monopoleTopHat
impedance(mt,20e6:1e6:120e6)

Все размерности этой антенны совпадают с размерами монополя. Первый резонанс антенны составляет приблизительно 45 МГц. Чтобы просмотреть накопленные заряды на монополе верхней шляпы, используйте charge функция:

Увеличение емкости снижает частоту антенны. При сохранении физического объема антенны таким же образом смещается резонансная точка.

Увеличение размерностей верхней шляпы обеспечивает большую площадь поверхности для накопления зарядов. Больше накопления заряда увеличивает емкость и толкает резонансную частоту ниже. Для примера:

mt.TopHatLength = 0.35
mt.TopHatWidth = 0.35
impedance(mt,20e6:1e6:120e6)

Резонанс антенны дополнительно снижается до приблизительно 40 МГц.

Распределение тока

Типичная поверхность антенны имеет протекающий на ней ток. Поведение тока поверхности антенны зависит от частоты входного источника, геометрии антенны и свойств материала антенны. Ток является вектором и пространственно связан со структурой антенны. В дипольной антенне максимальное распределение тока в середине антенны и минимальное - ближе к концу:

d = dipole;
current(d,70e6)

То же самое верно и для спиральной антенны:

s = spiralEquiangular;
current(s,4e9)

Закрашенная фигура также показывает распределение тока классического $$\lambda /2$$ открытый резистор. Два конца закрашенной фигуры представляют разомкнутую схему, так как ток минимален.

pm = patchMicrostrip;
current(pm,1.75e9)

Пространственное соотношение между током и структурой антенны называется режимом.