无限阵列分析

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此示例证明了使用无限阵列分析来建模单个元素的行为 - 嵌入在数组中的单位单元[1] - [3]。假定阵列在二维中是无限的范围，并位于XY平面。

定义单元单元

这单元指无限阵列中的一个元素。单元元件需要接地平面。没有地面平面的天线需要由反射器支持。每种情况的代表性示例将由反射器和微带贴片天线支持。该示例将使用由反射器支持的偶极子，并在10 GHz下分析晶胞阻抗行为。单元将有一个 $λ / 2$ X $λ / 2$ 横截面。

freq = 10e9;vp = physconst（“ Lightspeed”）；lambda = VP/freq;ucdx = 0.5*lambda;UCDY = 0.5*lambda;

定义单个元素创建一个长度略小于的薄偶极子 $λ / 2$ 并将其作为刺激器将其分配给尺寸的反射器 $λ / 2$ 在每一侧。

d =偶极子;d.length = 0.495*lambda;d.width = lambda/160;D.Tilt = 90;d.tiltaxis = [0 1 0];r =反射器;r.exciter = d;r.pacing = lambda/4;r.groundplaneLength = ucdx;R.GroundPlaneWidth = UCDY; figure show(r)

图包含一个轴对象。带有标题反射器天线元件的轴对象包含5个类型贴片的对象。这些对象代表pec，feed。

创建无限阵列

创建无限阵列，并将反射器支持的偶极子分配为元素并查看。

Infarray = InfiniteArray;infarray.element = r;InfarrayFigure =图；表演（Infarray）

图包含一个轴对象。在无限阵列中的反射器上，偶极子的标题单元对象包含7个类型贴片的对象。这些物体代表PEC，饲料，空气，晶胞。

计算扫描阻抗

通过计算扫描阻抗来分析无限阵列的阻抗行为。扫描阻抗是单个单元元件以单个频率作为扫描角度的函数的阻抗变化。使用无限阵列，scanazimuth和Scanelevation上的扫描角度定义扫描行为。在这里，我们计算单个平面中的扫描阻抗，该平面由方位角= 0度定义，高程在1度以0摄氏度从0到90度不等。

％扫描平面定义az = 0;％电子平面EL = 0：1：90;海拔％％计算和绘图scanz = nan（1，numel（el））;infarray.scanazimuth = az;为了i = 1：numel（el）Infarray.scanelevation = el（i）;scanz（i）=阻抗（Infarray，freq）;结尾图图（EL，REAL（SCANZ），EL，IMAG（Scanz），'行宽'，2）;网格上传奇（'反抗'，，，，“电抗”）xlabel（``扫描高程（DEG）''）ylabel（“阻抗（\ omega）”） 标题（[``扫描AZ ='''num2str（AZ）“ DEG平面”）））

图包含一个轴对象。带有标题扫描阻抗的轴对象AZ = 0 ver平面包含2个类型线的对象。这些物体代表电阻，电抗。

改善收敛行为

无限阵列分析取决于周期性的绿色功能，该功能由无限的双求和。有关此信息的更多信息，请参阅文档页面（Infinitearray）。此双重总和中的术语数对结果的收敛产生了影响。增加求和项的数量以改善收敛性。执行显示的命令将从21的默认值增加到101个条款总数（负数和正指数为50个项，为0项为1个项）。

numsummationterm（Infarray，50）;

在3个平面的扫描阻抗中显示了较高术语的结果，方位角= 0、45和90度。在具有32 GB内存的2.4 GHz机器上，每扫描平面大约需要100秒。

az = [0 45 90];％e，d，h平面加载Scanzdata

电子平面

图图（el，real（scanz50terms（1，:)），el，imag（scanz50terms（1，:)），，'行宽'，2）;网格上传奇（'反抗'，，，，“电抗”）xlabel（``扫描高程（DEG）''）ylabel（“阻抗（\ omega）”） 标题（[``扫描AZ ='''num2str（az（1））“ DEG平面”）））

图包含一个轴对象。带有标题扫描阻抗的轴对象AZ = 0 ver平面包含2个类型线的对象。这些物体代表电阻，电抗。

D平面

图图（el，real（scanz50terms（2，:)），el，imag（scanz50terms（2，:)），，'行宽'，2）;网格上传奇（'反抗'，，，，“电抗”）xlabel（``扫描高程（DEG）''）ylabel（“阻抗（\ omega）”） 标题（[``扫描AZ ='''num2str（az（2））“ DEG平面”）））

图包含一个轴对象。带有标题扫描阻抗的轴对象AZ = 45度平面包含2个类型线的对象。这些物体代表电阻，电抗。

H平面

图图（el，real（scanz50terms（3，:)），el，imag（scanz50terms（3，:)），，'行宽'，2）;网格上传奇（'反抗'，，，，“电抗”）xlabel（``扫描高程（DEG）''）ylabel（“阻抗（\ omega）”） 标题（[``扫描AZ ='''num2str（az（3））“ DEG平面”）））

图包含一个轴对象。带有标题扫描阻抗的轴对象AZ = 90度平面包含2个类型线的对象。这些物体代表电阻，电抗。

无限阵列阻抗随频率变化

将扫描角度固定到特定值并扫描频率以观察该单位细胞元件的阻抗行为。

az_scan = 0;EL_SCAN = 45;百分比= .15;bw =百分比*freq;fmin = freq -bw/2;fmax = freq + bw/2;infarray.scanazimuth = az_scan;infarray.scanelevation = el_scan;图阻抗（Infarray，Linspace（FMIN，FMAX，51））;

图包含一个轴对象。带有标题阻抗的轴对象包含2个类型线的对象。这些物体代表电阻，电抗。

计算孤立的元素模式和阻抗

使用来自无限阵列分析的扫描阻抗数据来得出扫描元件模式（在有限阵列的情况下也称为嵌入式/阵列元件模式）。如[1] - [4]所示，使用孤立的元素模式和阻抗来计算它。通过分析由无限反射器支持的偶极子来计算其功率模式和阻抗，以10 GHz的速度来执行此操作。

r.groundplaneLength = inf;r.groundplanewidth = inf;giso = nan（numel（az），numel（el））;gisodb = nan（numel（az），numel（el））;为了i = 1：numel（az）giso（i，:) =模式（r，freq，az（i），el，'类型'，，，，'力量'）；gisodb（i，:) = 10*log10（giso（i，:)）;gisodb（i，:) = gisodb（i，:) -max（gisodb（i，:)）;结尾Ziso =阻抗（R，FREQ）;

计算和绘图扫描元件模式

扫描元件模式的计算要求我们定义发生器阻抗。在这里，我们选择它是宽边扫描阻力。

RG = 185;XG = 0;zg = rg + 1i*xg;gs = nan（numel（az），numel（el））;gsdb = nan（numel（az），numel（el））;为了i = 1：numel（az）gs（i，:) = 4*rg*real（ziso）。GSDB（i，：）= 10*log10（gs（i，:)）;gsdb（i，：）= gsdb（i，:) -max（gsdb（i，:)）;结尾数字;情节（el，gsdb（1，:)，el，gsdb（2，:)，el，gsdb（3，3，:)，，，'行宽'，2.0）网格上轴（[0 90 -20 0]）Xlabel（``扫描高程（deg。）''）ylabel（“电源模式（DB）”）标题（strcat（'e-plane（az = 0度）电源模式'）） 传奇（'az = 0 deg'，，，，'az = 45度'，，，，'az = 90度'，，，，'地点'，，，，'最好的'）

图包含一个轴对象。带有标题E-Plane（AZ = 0度）功率模式的轴对象包含3个类型线的对象。这些对象代表AZ = 0度，AZ = 45度，AZ = 90度。

参考

[1] J. Allen，“扫描偶极阵列中的增益和阻抗变化”，IRE关于天线和传播的交易，第10卷，第5期，第566-572页，1962年9月。

[2] R. C. Hansen，第7章和第8章，约翰·威利父子公司（John Wiley＆Sons Inc.），第二版，1998年。

[3] R. J. Mailloux，“相分阵列天线手册”，Artech House，第二版，2005年

[4] W. Stutzman，G。Thiele，“天线理论与设计”，John Wiley＆Sons Inc.，第三版，2013年。

也可以看看

在天线和阵列中对无限接地平面进行建模|特氟龙底物上微带贴片天线的无限阵列