创建磁单极子

通过天线工具箱创建一个四分之一波长的单极子天线，谐振频率约为1ghz。为本例的目的，我们选择一个方形的侧面地平面 $$0.。7.5.\lambda$$。

fres = 1e9;speedoflight = physconst（'LightSpeed'）;λ= speedOfLight /耐火的;L = 0.25 *λ;dp =单极(“高度”，l，“宽度”L / 50,......'-RoundPlaneLength'0.75 *λ......“GroundPlaneWidth”，0.75 * lambda）;

计算磁单极子阻抗

指定源(发生器)阻抗，参考(传输线)阻抗和负载(天线)阻抗。在本例中，是负载ZL0.将是频率为500 MHz的非谐振(小)单极子，这是谐振频率的一半。源的等效阻抗为50欧姆。

f0 = fres / 2;zs = 50;z0 = 50;ZL0 =阻抗（DP，F0）;RL0 = Real（ZL0）;xl0 = imag（zl0）;

定义分析的频率点数，并设置大约500 MHz的频带。

npts = 30;fspan = 0.1;fmin = f0 *（1  - （fspan / 2））;fmax = f0 *（1 +（fspan / 2））;freq =唯一（[f0 linspace（fmin，fmax，npts）]）;

了解使用反射系数和功率增益的负载行为

计算负载反射系数和源与天线之间的功率增益。

s =斯波坦计（DP，FREQ）;伽马= rfparam（s，1,1）;gt = 10 * log10（1  -  abs（伽马）。^ 2）;

在史密斯图上绘制输入反射系数，显示了该天线在500 MHz工作频率附近的电容性行为。史密斯图的中心表示与参考阻抗的匹配条件。反射系数的位置围绕 $$-j5.。0.$$ $$\Omega$$确认存在严重的阻抗失配。

图一=图;GammaL hsm = smithplot(图一,频率,'行宽', 2.0,“颜色”那“米”那......'看法'那“右下角”那'Legendlabels', {'#gamma l'}）;

绘制提供给负载的功率图。

图2 =数字;绘图（FREQ * 1E-6，GT，“米”那'行宽'2);网格在包含(“频率(MHz)”) ylabel ('幅度（db）')标题('提供加载的力量'）

正如功率增益图所示，在工作频率(500 MHz)附近大约有20 dB的功率损耗。

设计匹配网络

匹配的网络必须保证在500mhz的最大功率传输。l段双调谐网络实现了这个目标[1]。如图所示的网络拓扑由一个与天线串联的电感和一个分流电感组成，前者抵消了500mhz的大电容，后者进一步提高输出电阻以匹配源阻抗50 $$\Omega$$。

使用matchingnetwork基于源阻抗，负载阻抗和中心频率，创建各种匹配的网络电路。

matchnw = matchingnetwork（“CenterFrequency”，f0，“LoadImpedance”，zl0，'带宽'，50e6）;matchnw.clearevalionationParameter（1）;％清除默认约束

所产生的电路的每个元素的值如下所示。

[circul_list，performance] =电路输入（matchnw）

circuit_list =4×5表circuitName component1Type component1Value component2Type component2Value  ___________ ______________ _______________ ______________ _______________ 电路1”auto_1“2.97”系列L”e-07”分流L”1.0359 e-07电路2“auto_2”“C”系列3.4115 e-13”分流L”6.1094 e-08电路3“auto_3”“分流C”2.3801 e-11”系列L”8.0817 e-08电路4“auto_4”"Shunt L" 4.2569e-09 "Series L" 7.2871e-08

性能=4×4表CircuitName评估测试已测试___________ ________________________________________________电路1“AUTO_1”{[“是”} {0x0 double} {[0]}电路2“auto_2”{[“是”]} {0x0 double} {0x0 double} {[0x]}电路3“auto_3”{[“是”]} {0x0 double} {[0]}电路4“auto_4”{[“是”]} {0x0 double} {[0]}

创建匹配网络并计算S参数

匹配的网络电路通过RF Toolbox™创建，它包括两个电感器，其值已经上面计算。该网络的S参数通过以工作频率为中心的频带计算。

根据所需的匹配网络计算s参数(本例使用电路#2)。

ckt_no = 4;Smatchnw =参数(matchnw, freq, Z0, ckt_no);

匹配网络的电路元件表示如下所示。

disp（matchnw.circuit（ckt_no））

[1 2 3] Name: 'auto_4' NumPorts: 2个端子:{'p1+' 'p2+' 'p1-' 'p2-'}

基于匹配网络的反射系数和功率增益

用匹配网络计算天线负载的输入反射系数/功率增益。

Zl =阻抗(dp、频率);GammaIn = GammaIn (Smatchnw Zl);Gtmatch = powergain (Zl Smatchnw, z,'gt'）;gtmatch = 10 * log10（gtmatch）;

比较结果

将输入反射系数和电力绘制到天线，随着匹配的网络。Smith®Chart绘图显示通过其中心进行反射系数轨迹，从而确认匹配。在500 MHz的操作频率下，发电机将最大功率传送到天线。匹配在工作频率的任一侧下降。

添加(hsm频率,GammaIn);hsm.LegendLabels (2) = {“#伽马”};hsm.view =.“全部”;

绘制电源输送到负载。

图（图）保持在情节(频率* 1 e-6 Gtmatch,'行宽'2);轴([min(频率)* 1 e-6 e-6马克斯(频率)* 1,-25,0])传说('没有匹配网络'那'双调'那“位置”那'最好'）;

匹配网络设计师

匹配的网络设计器允许设计匹配的网络或查看现有网络matchingnetwork目的。

在命令行中键入此命令以打开匹配网络设计师应用程序。使用匹配对象，并选择“auto_4”查看相应的电路。

matchingNetworkDesigner (matchnw)

参考文献

[1] M. M. Weiner，Monopole天线，Marcel Dekker，Inc。，CRC Press，Rev. Exp Edition，New York，PP.110-118，2003。