Инвертированная антенна сектора Амоса

Антенна состоит из диполя извилины (антенна Франклина) поддержанный отражателем. Усиление антенны зависит от количества вертикально сложенных диполей в извилине. Текущий проект будет использовать 7 сложенных диполей как показано в Fig 5 в [1]. Все другие размерности следуют [1].

dipolearms = [88e-3 71e-3 73e-3 65e-3];
wirewidth  = cylinder2strip(1e-3);
notchL     = 23.8e-3;
notchW     = 17e-3;
spacing    = 35.5e-3;
GP_length  = 660e-3;
GP_Width   = 75e-3;

Бумага [1] использование дипольная длина 84 мм с 4 мм, питающими разрыв. Antenna Toolbox использует модель канала разрыва дельты. Добавьте питающуюся длину разрыва в длину диполя, приводящего к общей длине 88 мм.

Создайте антенну

Создайте инвертированную amos антенну сектора.

sector = sectorInvertedAmos('ArmWidth', wirewidth, 'ArmLength', dipolearms, ...
    'NotchLength', notchL, 'NotchWidth', notchW,'Spacing', spacing, ...
    'GroundPlaneLength', GP_length, 'GroundPlaneWidth', GP_Width);
figure;
show(sector); 

Поймайте в сети структуру

Антенна будет действовать между 2,4 ГГц и 2,5 ГГц. Мы вручную поймали в сети структуру при помощи по крайней мере 10 элементов на длину волны на самой высокой частоте полосы.

lambda = 3e8/2.5e9;
figure;
mesh(sector, 'MaxEdgeLength',lambda/10);

Диаграмма направленности антенны сектора

Графики приведенный ниже показ диаграммы направленности антенны в центре полосы WiFi� на уровне 2,45 ГГц. Когда имя антенны подразумевает, диаграмма направленности осветила сектор с минимальным излучением в заднем лепестке. Максимальная направленность является 15.5 dBi, который немного выше, чем 15.4 dBi, о которых сообщают в [1].

figure;
pattern(sector, 2.45e9);
view(-45,30)

Графики ниже показа срезы диаграмм направленности в двух принципиальных плоскостях.

figure;
pattern(sector, 2.45e9, 0, 1:1:360);

figure;
pattern(sector, 2.45e9, 1:1:360,0);

Эффективность антенны по полосе Wi-Fi

Измерьте максимальную направленность в угле возвышения 90 градусов. Было бы важно иметь постоянное значение по целой полосе интереса. График ниже, отображает направленность в зените от 2,4 ГГц до 2,5 ГГц.

freq = linspace(2.4e9, 2.5e9, 11);
D    = zeros(1,numel(freq));
for m=1:numel(freq)
    D(m) = pattern(sector, freq(m), 180, 0);
end
figure;
plot(freq./1e9, D);
title('Directivity at el = 90');
ylabel('Directivity (dBi)');
xlabel('Frequency (GHz)');
grid on;

Анализ порта антенны

График приведенные ниже показы изменение входного импеданса антенны по полосе от 2,4 ГГц до 2,5 ГГц. Сопротивление варьируется между 100 - 400 Омами. Чтобы минимизировать отражения, антенна является соответствующей к импедансу на 200 Ом.

figure
impedance(sector, freq);

Другой способ изучить основанные на порте отражательные характеристики состоит в том, чтобы построить напряжение постоянное отношение волны (VSWR), а также отражательный коэффициент, измеренный относительно ссылочного импеданса 200 Ом по целой полосе WiFi. Антенна имеет VSWR приблизительно 2 или меньше и отражательный коэффициент приблизительно-10 дБ или меньше по целому диапазону частот интереса. Это указывает на приемлемое соответствие по полосе WiFi.

figure
vswr(sector, freq, 200);

Вычислите отражательный коэффициент с помощью данных S-параметра.

S = sparameters(sector, freq, 200);
figure;
rfplot(S);
title('Reflection coefficient in dB (200 ohms)');

Смотрите также

Спроектируйте PIFA для приложений WLAN Wi-Fi™

Ссылка

[1] Инвертированная антенна сектора Амоса для WiFi на 2,4 ГГц, выпуска AntennaX. 130, февраль 2008.