Задайте элементарную ячейку

Элементарная ячейка обращается к одному элементу бесконечного массива. Этот пример использует питаемый зондом микрополосковый элемент закрашенной фигуры в качестве элементарной ячейки. Бесконечный массив металлической диэлектрической антенны должен иметь наземную плоскость perfectlyconducting. Задайте наземную длину плоскости как 22,2 мм и ширину как 23,7 мм.

freq = 5e9;
vp = physconst('lightspeed');
lambda = vp/freq;
ucdx = 22.2e-3;
ucdy = 23.7e-3;

Создайте питаемую зондом микрополосковую антенну закрашенной фигуры с диэлектрической подложкой с потерями.

elem = patchMicrostrip;
elem.Length = 18*1e-3;
elem.Width = 18*1e-3;
elem.Height = 1.59e-3;
elem.Substrate = dielectric('Teflon');
elem.Substrate.EpsilonR = 2.33;
elem.Substrate.LossTangent = 0.001;
elem.Substrate.Thickness = 1.59*1e-3;
elem.GroundPlaneLength = ucdx;
elem.GroundPlaneWidth = ucdy;
elem.FeedOffset = [9*1e-3-4.3e-3 0];

Создайте и визуализируйте массив Бога

Создайте бесконечный массив и присвойте питаемую зондом микрополосковую антенну закрашенной фигуры как элемент к бесконечному массиву. Визуализируйте антенну.

ant = infiniteArray;
ant.Element = elem;
figure;
show(ant)

Визуализируйте текущий

В массиве Бога металлической диэлектрической структуры с бесконечно поддержанной диэлектрической подложкой проводника только пойман в сети верхний металлический слой. Удары диэлектрика и бесконечной наземной плоскости рассматриваются в двухместной функции Грина. Вычислите и визуализируйте распределение тока на главном металлическом слое элементарной ячейки на частоте 5 ГГц.

figure;
current(ant,freq)

Распределение тока выглядит похожим на стандартное доминирующее распределение тока прямоугольной антенны закрашенной фигуры с максимумами около двух противоположных ребер.

Вычислите и визуализируйте импеданс скана

Вычислите и постройте импеданс скана для различных углов сканирования вертикального изменения и постоянного угла сканирования азимута нулевых степеней (электронная плоскость). В бесконечном массиве активное отражательное поведение и характеристики элемента скана зависят от поведения импеданса скана. Для получения дополнительной информации смотрите Анализ Бога Массивов. Как показано ниже, около угла возвышения нулевых степеней сопротивление скана является очень низким, указывая на высокую отражательную потерю.

az = 0;            % aimuth, E-plane
el = 0:3:90;       % elevation
scanZ = nan(1,numel(el));
ant.ScanAzimuth = az;
for i = 1:numel(el)
    ant.ScanElevation = el(i);
    scanZ(i) = impedance(ant,freq);
end
figure
plot(el,real(scanZ),el,imag(scanZ),'LineWidth',2);
grid on
legend('Resistance','Reactance')
xlabel('Scan Elevation(deg)')
ylabel('Impedance (\Omega)')
title(['Scan Impedance in az = ' num2str(az) ' deg plane'])
axis tight

Отсканируйте изменение импеданса и S-параметра с частотой

Зафиксируйте углы сканирования и разверните частоту, чтобы наблюдать поведение импеданса и S-параметры элемента элементарной ячейки.

ant.ScanAzimuth = 0;
ant.ScanElevation = 90;
impedance(ant,linspace(4.5e9,5.5e9,31))

s=sparameters(ant,linspace(4.5e9,5.5e9,31));
figure;
rfplot(s,1,1)

Отражение порта показывает падение приблизительно 5,1 ГГц, которое тесно совпадает с результатами в [1].

Ссылка

[1] Deshpande, M. и П. Прэбхакар. “Анализ Покрытого Диэлектриком Массива Бога Прямоугольных Микрополосковых Антенн”. Транзакции IEEE на Антеннах и Распространении 35, № 6 (июнь 1987): 732–36. https://doi.org/10.1109/TAP.1987.1144169.