交叉偶极子(辊闸)天线和阵列

由Brown [1]在1936年发明了旋转门天线是创建一个圆极化模式(RHCP或LHCP)的有价值的工具。它通常在移动通信中使用。

绕杆式天线参数

旋转栅门天线通常工作在偶极状天线的基本(系列)共振。为了实现圆极化,旋转栅门天线具有任一外部正交混合作为90度功率分配器/组合器或内部内置移相网络。在这个例子中,天线被设计为300兆赫。两个交叉偶极子之间的间距为波长/ 50的顺序的。

FREQ = 300e6;波长= 3E8 /频率;偏移量=波长/ 50;间距=波长/ 2;长度=波长/ 2.1;宽度=波长/ 50;anglevar = 0:10:180;freqrange = 200e6:2E6:400e6;gndspacing =波长/ 4;

绕杆式天线

旋转栅门天线是通过使用直角每个other.The默认交叉偶极子目录元件取向是旋转90度的两个相同的偶极子将其设置在X-Y平面上创建。所需的90度相移是通过指定所述第二偶极子的相移,以90度获得

d =偶极('长度',长度,'宽度',宽度);蚂蚁= dipoleCrossed('元件',d,'倾斜'90,'TiltAxis',[0 1 0]);数字;显示(蚂蚁);

下面示出了图中的旋转栅门天线的第一元件的回波损耗。由于两个元件是相同的,所述第二偶极的回波损耗应该是相同的。的元件被很好地匹配75欧姆的系统。

数字;回波损耗(蚂蚁,freqrange,75);

所述交叉偶极子的辐射图案是对称于x-y平面和峰值接近2.1dBi。

图案(蚂蚁,FREQ);

旋转门的轴比被计算并且在所述两个主平面作图。如在曲线图中可以看出,轴比小于3dB,上视轴的任一侧约45度。这表明天线赋予接近圆偏振在围绕视轴90度的区域。

AR1 = axialRatio(蚂蚁,频率,0,anglevar);AR2 = axialRatio(蚂蚁,频率,90,anglevar);数字;图(anglevar,AR1,'R *  - ',anglevar,AR2,“滚装”);轴([0 180 0 5]);格;xlabel(“仰角(度)”)图例('AZ = 0''AZ = 90')ylabel('轴向比(dB)');标题(“旋转栅门天线”

3元素数组辊闸

下图显示了一个三个元件旋转栅门阵列。所述元件之间的间隔被选择为的λ/ 2。第一旋转门元件是在原点,而其他两个元件是一个半波长的路程。

ARR = linearArray('元件',蚂蚁,'ElementSpacing',间距,'包含numElements',3);显示(ARR);

下面示出了曲线图所得到的阵列的方向性。峰值接近6.8 dBi的。该模式仍然是对称的X-Y平面内。

图案(ARR,FREQ);

4元旋转门阵列与反射器

为了防止在x-y平面的下方辐射的损耗,可以添加反射器。下面是由反射器支持的四个元件旋转栅门阵列。反射器的长度的两倍的波长而宽度是波长。在反射器和天线之间的间隔是四分之一波长。阵列是关于原点对称,所以在原点没有元素。

R =反射器(“励磁”,蚂蚁,'GroundPlaneLength',λ-/ 2,...'GroundPlaneWidth',λ,'间距',gndspacing);RefArray内= linearArray('元件'河,'ElementSpacing',间距,'包含numElements',4);显示(RefArray内);

下面示出了曲线图的四个元件阵列的辐射模式。峰值接近12.6 dBi的。大部分能量的沿正z轴辐射的反射器保证的存在。

数字;图案(RefArray内,频率);

下面示出了曲线图在零方位角的图案的片。

数字;patternElevation(RefArray内,频率);

4元辊闸阵列上无限地平面

过电的大结构的旋转栅门阵列可通过将其放置在一个无限的接地平面来近似。这可以通过使反射器无限的接地面长度来实现。

refarray.Element.GroundPlaneLength = INF;显示(RefArray内);

下面示出了图中的旋转门阵列的在一个无限的接地平面中的辐射图形。正如预期的那样,没有能量泄漏的地下。

图案(RefArray内,频率);

参考

[1] G. H.布朗, “旋转栅门天线,” 电子,1936年4月,第14-17。