Использование Antenna Toolbox с системами фазированных решеток
Когда вы создаете антенные решетки, такие как однородный линейный массив (ULA), можно использовать антенны, которые встроены в Phased Array System Toolbox™. Также можно использовать Antenna Toolbox™. Antenna Toolbox обеспечивают реалистичные модели физических антенн. Они спроектированы с использованием метода моментов. Фазированные решетки представляют более идеализированные антенны, которые полезны для радиолокационного анализа эффективности и моделирования более высокого уровня. Некоторые антенны фазированной решетки не могут быть физически реализованы, такие как изотропная антенна, но все еще концептуально полезны. Можно создавать и анализировать системы, используя оба типа антенн идентичным образом. В этом примере показано, как создать фазированную решетку с антеннами Phased Array System Toolbox или Antenna Toolbox™.
Когда вы используете Antenna Toolbox™ антенну в Toolbox™ Phased Array System Object™ System, реакция антенны будет нормирована максимальным значением выхода антенны по всем направлениям. Максимальное значение получается путем нахождения максимума шаблона антенны, выбранной каждые пять степеней по азимуту и повышению.
Создайте ULA перекрестных дипольных антенн из набора инструментов Phased Array System Toolbox
Начните с создания равномерного линейного массива (ULA) перекрестно-дипольных антенн из Phased Array System Toolbox. Перекрестно-дипольные антенны используются для формирования кругово-поляризованных сигналов. В этом случае установите рабочую частоту 2 ГГц и нарисуйте диаграмму направленности мощности. Используйте pattern метод phased.CrossedDipoleAntennaElement Системные object™.
fc = 2.0e9; crosseddipoleantenna = phased.CrossedDipoleAntennaElement('FrequencyRange',[500,2500]*1e6); pattern(crosseddipoleantenna,fc,[-180:180],0,... 'Type','powerdb')
Основная ось этой антенны указывает вдоль оси X.
Затем создайте массив ULA с 11 элементами из перекрестно-дипольных антенн. Задайте интервал между элементами 0,4 длины волны. Сужение массива с помощью окна Тейлора. Затем нарисуйте шаблон массива как функцию азимута на 0 степени повышения. Используйте pattern метод phased.ULA Системный объект.
c = physconst('LightSpeed'); elemspacing = 0.4*c/fc; nElements = 11; array1 = phased.ULA('Element',crosseddipoleantenna,'NumElements',nElements,... 'ElementSpacing',elemspacing,'Taper',taylorwin(nElements)'); pattern(array1,fc,[-180:180],0,'PropagationSpeed',c,... 'Type','powerdb')
Создайте ULA антенн Helix из Antenna Toolbox
Затем создайте равномерный линейный массив (ULA) с помощью спиральной антенны от Antenna Toolbox. Спиральные антенны также производят круговое поляризованное излучение. Антенны на спирали создаются с помощью helix функция.
Сначала задайте спиральную антенну с 4 поворотами, имеющую радиус 28,0 мм и ширину 1,2 мм. The TiltAxis и Tilt свойства позволяют вам ориентировать антенну относительно локальной системы координат. В этом примере ориентируйте главную ось отклика (MRA) вдоль оси x, чтобы она совпадала с MRA основной поперечной дипольной оси. По умолчанию MRA антенны указывает на z-направление. Поверните MRA вокруг оси y на 90 степени.
radius = 0.028; width = 1.2e-3; nturns = 4; helixantenna = helix('Radius',radius,'Width',width,'Turns',nturns,... 'TiltAxis',[0,1,0],'Tilt',90);
Вы можете просмотреть форму спиральной антенны с помощью show функция от Antenna Toolbox.
show(helixantenna)
Затем нарисуйте азимутальную антенну шаблона на 0 степени повышения на рабочей частоте 2 ГГц. Используйте pattern функция от Antenna Toolbox.
pattern(helixantenna,fc,[-180:180],0,... 'Type','powerdb')
Затем создают 11-элементный конический равномерный линейный массив спиральных антенн с элементами, расположенными на расстоянии 0,4 длины волны. Сужение массива с помощью окна Тейлора. Можно использовать ту же phased.ULA Системный объект из Phased Array System Toolbox, чтобы создать этот массив.
array2 = phased.ULA('Element',helixantenna,'NumElements',nElements,... 'ElementSpacing',elemspacing,'Taper',taylorwin(nElements)');
Постройте график шаблона массива как функции азимута с помощью шаблона ULA method который имеет тот же синтаксис, что и Antenna Toolbox pattern функция.
pattern(array2,fc,[-180:180],0,'PropagationSpeed',c,... 'Type','powerdb')
Сравнение шаблонов
Сравнение двух шаблонов массивов показывает, что они похожи вдоль мэнлоба. Задняя полоса шаблона спиральной антенной решетки почти на 15 дБ меньше, чем у поперечно-дипольного массива. Это связано с наличием заземленной плоскости спиральной антенны, которая уменьшает передачу задней связи.