В наиболее канонической форме микрополосковая антенна закрашенной фигуры состоит из исходящей закрашенной фигуры на одной стороне диэлектрической подложки и наземной плоскости с другой стороны. Микрополосковые антенны закрашенной фигуры исходят, в основном, как широко открыто-открытые полуволновые микрополосковые резонаторы. Длина L прямоугольной закрашенной фигуры для основного режима возбуждения немного меньше /2. Для хорошей эффективности антенны обычно желаема толстая диэлектрическая подложка, имеющая низкую диэлектрическую постоянную, поскольку она обеспечивает большую полосу пропускания и четко определенный луч. Прямоугольная микрополосковая антенна закрашенной фигуры обычно излучает линейно поляризованную волну приблизительно с усилением 6-7 dBi в развороте. Более высокие усиления (до 10 dBi) могут быть достигнуты при помощи средних значений различного включая большие высоты закрашенной фигуры и паразитные закрашенные фигуры.
Этот пример обсуждает микрополосковую антенну закрашенной фигуры с помощью воздушной подложки. Размерности выбраны от [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, заданные выше, используются, чтобы создать микрополосковую антенну закрашенной фигуры.
ant = patchMicrostrip('Length', patchLength, 'Width', patchWidth, ... 'Height', patchHeight, 'GroundPlaneLength', lengthgp, ... 'GroundPlaneWidth', widthgp, 'FeedOffset', feedoffset); figure; show(ant);
Плоскость, которые содержат вектор электрического поля и направление максимального излучения, известна как электронную плоскость [2] для линейно поляризованных антенн. Электронная плоскость является xz-плоскостью в данном случае, это определяется каналом, переключают направление X на нижний регистр, но обычно 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 намеченной поляризацией антенны. В H-плоскости намеченная поляризация является компонентом электрического поля в x-направлении (который совпадает с азимутальным компонентом). График приведенные ниже показы направленность этого азимутального компонента в H-плоскости (диаграмма направленности сополяризации). Как ожидалось шаблон сополяризации пропускает резко рядом с землей плоскость, которая отражает граничное условие никакого тангенциального поля на металлической наземной плоскости.
pattern(ant, freq, 90, 0:1:180, 'CoordinateSystem', 'rectangular', ... 'Polarization', 'H');
Перекрестная поляризация является нежелательной поляризацией антенны. Поляризованный компонент электрического поля креста перпендикулярен co-polarized компоненту. В H-плоскости перекрестная поляризация дана объединенными компонентами электрического поля в y-и z-направлениях, который является компонентом электрического поля вертикального изменения. Различие между co - и перекрестной поляризацией называется изоляцией поляризации. График приведенные ниже показы направленность перекрестного поляризованного электронного поля в H-плоскости (диаграмма направленности перекрестной поляризации). Как ожидалось существует пустой указатель в зените.
pattern(ant, freq, 90, 0:1:180, 'CoordinateSystem', 'rectangular', ... 'Polarization', 'V');
В электронной плоскости намеченная поляризация дана объединенными компонентами электрического поля в x-и z-направлениях, который является компонентом электрического поля вертикального изменения. График приведенные ниже показы направленность co-polarized электронного поля в электронной плоскости (диаграмма направленности сополяризации). Как ожидалось шаблон не симметричен из-за эффекта канала.
pattern(ant, freq, 0, 0:1:180, 'CoordinateSystem', 'rectangular', ... 'Polarization', 'V');
В электронной плоскости перекрестная поляризация дана компонентом электрического поля в направлении Y, которое является азимутальным компонентом электрического поля. График приведенные ниже показы направленность перекрестного поляризованного электронного поля в электронной плоскости (диаграмма направленности перекрестной поляризации). Как ожидалось шаблон указывает на очень низкую перекрестную поляризацию.
pattern(ant, freq, 0, 0:1:180, 'CoordinateSystem', 'rectangular', ... 'Polarization', 'H');
Полное поведение антенны соответствует хорошо результатами, опубликованными в [1].
[1] Д. Гуха, С. Чаттопэдхья, Дж. И. Сиддикуи, "Оценка улучшения усиления, заменяющего PTFE воздушной подложкой в микрополосковой антенне закрашенной фигуры [Notebook Antenna Designer]", Антенны IEEE и Журнал Распространения, vol.52, № 3, pp.92-95, июнь 2010.
[2] К. А. Баланис, 'Теория Антенны. Анализ и проектирование', p.33, Вайли, Нью-Йорк, 3-й Выпуск, 2005.
Моделирование и анализ единственного слоя многополосная антенна закрашенной фигуры U-паза
