Проектируйте и анализируйте кривые отражатели

В этом примере показано, как проектировать и анализировать кривые отражатели. Кривые отражатели являются обновленной версией прямоугольных отражателей. Кривая поверхность на этих отражателях отражает и фокусирует волны, который обеспечивает более сильный сигнал. Некоторые известные характеристики кривых отражателей являются высоким усилением, низкой перекрестной поляризацией и разумной полосой пропускания.

В этом примере вы будете проектировать и анализировать два типа кривых отражателей, цилиндрического и сферического. Затем вы сравните их диаграммы направленности с другими типами отступающих структур.

Проектируйте и анализируйте цилиндрический отражатель

Цилиндрический отражатель использует поверхность цилиндрической формы в качестве отражателя. Этот отражатель сосуществует с антенной в различных беспроводных приложениях передачи, таких как радар, общая спутниковая связь, и в астрономических приложениях. Функция отражателя должна фокусировать луч сигнала к определенному направлению для расширенного усиления антенны. Следующие свойства цилиндрического объекта отражателя, reflectorCylindrical используются в этом примере, чтобы задать цилиндрический отражатель и систему возбудителя.

  • GroundPlaneLength Длина наземной плоскости в метрах

  • GroundPlaneWidth Ширина наземной плоскости в метрах

  • Depth Перпендикулярное расстояние от источника до цилиндрической апертуры отражателя в метрах

GL = 0.3;
GW = 0.3;
D  = 0.075;
cref = reflectorCylindrical('GroundPlaneLength',GL,'GroundPlaneWidth',GW,'Depth',D);
cref.Tilt = 90;
cref.Exciter.TiltAxis = [1 0 0];
cref.Exciter.Tilt = 90;
show(cref)

Figure contains an axes object. The axes object with title reflectorCylindrical antenna element contains 5 objects of type patch, surface. These objects represent PEC, feed.

Постройте диаграмму направленности цилиндрического отражателя на уровне 1 ГГц.

pattern(cref,1e9)
view(-26,39)

Figure contains an axes object and other objects of type uicontrol. The axes object contains 5 objects of type patch, surface.

Проектируйте и анализируйте сферический отражатель

Этот отражатель типа создается путем взятия сечения из сферы и подходящий для широкоугольного сканирования. Сферический отражатель может обеспечить сканирование луча от фиксированной поверхности отражения без любого искажения. Это уменьшает системную стоимость сканирования в по сравнению с обычной антенной отражателя системы. Снижение затрат происходит в избавление от необходимости переместить первичную поверхность отражения во все углы возвышения. Следующие свойства сферического объекта отражателя, reflectorSpherical используются в этом примере, чтобы задать сферический отражатель и систему возбудителя.

  • Radius Радиус апертуры в метрах

  • Depth Перпендикулярное расстояние между источником и апертурой антенны в метрах

R = 0.15;
D = 0.15;
sref = reflectorSpherical('Radius',R,'Depth',D);
show(sref)

Figure contains an axes object. The axes object with title reflectorSpherical antenna element contains 5 objects of type patch, surface. These objects represent PEC, feed.

Постройте диаграмму направленности поддержанного диполя сферического отражателя.

pattern(sref,10e9)

Figure contains an axes object and other objects of type uicontrol. The axes object contains 5 objects of type patch, surface.

Графики азимута прямоугольных и цилиндрических отражателей

Постройте шаблоны азимута прямоугольных и цилиндрических отражателей, чтобы сравнить характеристики излучения этих двух отражателей.

Создайте прямоугольный объект антенны отражателя.

antR = reflector;
antR.Tilt = 90;
antR.Exciter.TiltAxis = [1 0 0];
antR.Exciter.Tilt = 90;
show(antR)

Figure contains an axes object. The axes object with title reflector antenna element contains 5 objects of type patch, surface. These objects represent PEC, feed.

Постройте azimulth графики шаблона для прямоугольного и цилиндрических отражателей и сравните их результаты.

pa1 = patternAzimuth(antR,1e9,0,"Azimuth",0:-1:-360);
pa2 = patternAzimuth(cref,1e9,0,"Azimuth",0:-1:-360);
figure;
polarpattern(pa1);
hold on;
polarpattern(pa2);
hold off;
l = legend('Rectangular Reflector','Cylindrical Reflector');
l.Position = [0.6 0.8877 0.2996 0.0869];

Цилиндрические отражатели, вследствие их искривления, обеспечивают более высокое усиление по сравнению с прямоугольными отражателями.

Графики вертикального изменения сферических и параболических отражателей

Постройте шаблоны вертикального изменения сферических и параболических отражателей, чтобы сравнить характеристики излучения этих двух отражателей.

Создайте параболический отражатель.

pref = reflectorParabolic;
show(pref)

Figure contains an axes object. The axes object with title reflectorParabolic antenna element contains 5 objects of type patch, surface. These objects represent PEC, feed.

Сравните графики шаблона вертикального изменения параболического и сферических отражателей.

pe1 = patternElevation(pref,10e9,0,'Elevation',0:360);
pe2 = patternElevation(sref,10e9,0,'Elevation',0:360);
figure
polarpattern(pe1)
hold on;
polarpattern(pe2)
l = legend('Parabolic Reflector','Spherical Reflector');
l.Position = [0.6 0.8877 0.2996 0.0869];

График шаблона вертикального изменения сферического отражателя показывает больше peaks по сравнению с параболическим отражателем. Это означает, что сферический отражатель сканирует более широкую область.

Ссылка

[1] Balanis, Теория Константина А. Антенны: Анализ и проектирование. 3-й редактор Хобокен, NJ: Джон Вайли, 2005.

[2] Zali H.M., M.T.Ali, I.Pasya, N.A.Halili, H.Ja’afar, M.Hilmi. ''Проект Цилиндрического Параболического Отражателя на Антенне Плазмы Монополя''. IEEE Международный RF и Микроволновая Конференция (RFM), Пинанг, 2013, стр 344-348.

Смотрите также

Для просмотра документации необходимо авторизоваться на сайте