Физическая длина антенны является фактическими физическими размерностями антенны. Рассмотрите dipole антенна от Antenna Toolbox™ с рабочей частотой 75 МГц и соответствующей длиной волны 4 м. dipole объект создает антенну полуволнового диполя, следовательно ее электрической длиной является Lambda/2 или 2 м, который равен физической длине антенны.
Электрическая длина антенны
где: распространение, постоянное зависящий от длины волны , проницаемость , и проницаемость .
физическая длина антенны.
Можно изменить электрическую длину путем изменения физической длины и постоянного распространения. Постоянное распространение зависит от проницаемости, проницаемости материалов антенны и рабочей частоты.
Наблюдайте усиление дипольных антенн различных физических длин на частоте 75 МГц в приведенной ниже таблице.
Шаблоны вертикального изменения дипольных антенн различных физических длин на частоте 75 МГц
|
|
|
|
|
|
|
|
Спроектируйте прямоугольный WR-90 waveguide с длиной по умолчанию 1 Lambda на рабочей частоте 12,5 ГГц. Исследуйте его шаблон вертикального изменения. Варьируйтесь рабочая частота и электрическая длина антенны и исследуйте, как шаблон вертикального изменения изменяется.
Шаблоны вертикального изменения волноводов различных электрических длин
|
|
|
|
Увеличение относительной проницаемости или диэлектрической постоянной материала увеличивает постоянное распространение. Точно так же увеличение относительной проницаемости материала также увеличивает постоянное распространение. Спроектируйте две микрополосковых антенны закрашенной фигуры, один с air как подложка и другой с FR4 подложка. Анализируйте их размерности на той же рабочей частоте.
Спроектируйте микрополосковую антенну закрашенной фигуры с воздухом как подложка на частоте 1 ГГц.
design(patchMicrostrip,1e9)
ans =
patchMicrostrip with properties:
Length: 0.1439
Width: 0.1874
Height: 0.0030
Substrate: [1x1 dielectric]
GroundPlaneLength: 0.2998
GroundPlaneWidth: 0.2998
PatchCenterOffset: [0 0]
FeedOffset: [0.0303 0]
Conductor: [1x1 metal]
Tilt: 0
TiltAxis: [1 0 0]
Load: [1x1 lumpedElement]
Спроектируйте микрополосковую антенну закрашенной фигуры с FR4 как подложка на частоте 1 ГГц.
design(patchMicrostrip('Substrate',dielectric('FR4')),1e9)
ans =
patchMicrostrip with properties:
Length: 0.0664
Width: 0.0855
Height: 0.0014
Substrate: [1x1 dielectric]
GroundPlaneLength: 0.1368
GroundPlaneWidth: 0.1368
PatchCenterOffset: [0 0]
FeedOffset: [0.0140 0]
Conductor: [1x1 metal]
Tilt: 0
TiltAxis: [1 0 0]
Load: [1x1 lumpedElement]
Эффективная электрическая длина антенны может быть изменена, не изменяя ее физическую длину путем добавления реактивного сопротивления, (индуктивность или емкость) последовательно с антенной. Это называется соответствием смешанного импеданса или загрузкой. Например, рассмотрите антенну монополя и антенну монополя с цилиндром той же физической длины. Антенна монополя с цилиндром резонирует на более низкой частоте по сравнению с антенной монополя без цилиндра. Следовательно, соответствующая длина волны для монополя с цилиндром выше и, его электрическая длина больше.
Вычислите и постройте импеданс антенны монополя по частотному диапазону 40 МГц 80 МГц.
figure; impedance(monopole,linspace(40e6,80e6,41))
Вычислите и постройте импеданс антенны монополя цилиндра по частотному диапазону 40 МГц 80 МГц.
figure; impedance(monopoleTopHat,linspace(40e6,80e6,41))
Наблюдайте запутывающий из дипольных антенн тех же физических длин на частотах 37,5, 75, и 150 МГц в приведенной ниже таблице.
Запутывающий из дипольной антенны на различных частотах
|
|
|
|
| Частота = 37,5 МГц | Частота = 75 МГц | Частота = 150 МГц |
Длины антенны остаются такими же, но когда рабочая частота антенны изменяется, количество треугольников в изменении mesh также, как и решения для аналитических функций.
[1] Balanis, C.A. Теория антенны: анализ и проектирование. 3-й Эд. Нью-Йорк: Вайли, 2005.
