天线建模与分析

这个例子展示了如何在天线工具箱中构造、可视化和分析天线元素。

使用天线库定义天线元件

使用定义螺旋天线螺旋天线建模和分析库中的天线单元。

hx=螺旋线
hx=螺旋线,具有以下特性:半径:0.0220宽度:1.0000e-03圈数:3间距:0.0350缠绕方向:“CCW”进料头高度:1.0000e-03地平面半径:0.0750倾斜:0倾斜轴:[1 0 0]负载:[1x1集总元件]

显示天线的结构

使用显示功能查看螺旋天线的结构。螺旋天线由在接地面上的螺旋形导体组成。天线的接地点在X-Y平面内。

显示(hx)

天线性能的改进

修改螺旋天线的如下属性:半径= 28e-3,宽度= 1.2e-3,匝数= 4显示天线的属性。观察天线的结构变化。

hx =螺旋(“半径”e - 28号“宽度”,1.2e-3,“转”4)
hx=螺旋线,具有以下特性:半径:0.0280宽度:0.0012圈:4间距:0.0350缠绕方向:“CCW”进料头高度:1.0000e-03地平面半径:0.0750倾斜:0倾斜轴:[1 0 0]负载:[1x1集总元件]
显示(hx)

绘制天线的辐射方向图

使用模式函数用于绘制螺旋天线的辐射方向图。天线的辐射方向图是天线功率的空间分布。该方向图显示天线的方向性或增益。默认情况下,pattern函数绘制天线的方向性。

模式(hx 1.8 e9)

绘制天线的方位角和仰角图

使用模式方位角patternElevation用于绘制螺旋天线的方位角和仰角方向图。这是天线在指定频率下的二维辐射方向图。

patternAzimuth (hx 1.8 e9)

图patternElevation (hx 1.8 e9)

计算天线的方向性

在方向图函数的输出中使用指向性名值对来计算螺旋天线的方向性。方向性是指天线在特定方向辐射功率的能力。它可以定义为所需方向上的最大辐射强度与其他所有方向上的平均辐射强度之比。

方向性=模式(hx 1.8 e9 0, 90)
方向性= 10.0430

计算天线的EHfields

使用EHfields函数计算螺旋天线的EH场。EH场是天线电场和磁场的x、y、z分量。这些组件在特定频率和空间中的指定点进行测量。

(E、H) = EHfields (hx、1.8 e9 [0, 0, 1])
E =3×1复合体-0.5241-0.5727i-0.8760+0.5252i-0.0036+0.0006i
H=3×1复合体(1 - 1) i - 2 - i - 3 - i

绘制天线的不同极化

利用方向图函数中的极化名-值对绘制螺旋天线的不同极化方向图。极化是指天线的电场或e场的方向。偏振分为椭圆形、线形和圆形。这个例子显示了右旋圆极化(RHCP)辐射模式的螺旋。

1.8 e9模式(hx,“极化”,“RHCP”)

计算天线轴向比

使用轴向比函数计算螺旋天线的轴比。给定方向上的天线轴比(AR)量化圆极化波中辐射的两个正交场分量的比率。轴比无穷大表示线极化波。测量单位为dB。

基于“增大化现实”技术= axialRatio (hx 1.8 e9 20、30)
基于“增大化现实”技术= 23.6238

计算天线的波束宽度

使用波束宽度函数计算天线的波束宽度。天线波束宽度是天线方向图覆盖范围的角度度量。波束宽度角是在包含天线主瓣方向的平面上测量的。

[bw,角度]=波束宽度(hx,1.8e9,0,1:1:360)
体重=57.0000
角=1×260 117

计算天线阻抗

使用阻抗函数计算并绘制螺旋天线的输入阻抗。输入阻抗是端口电压和电流的比值。天线阻抗计算为相量电压(如前所述,相角为0 deg时为1V)和端口的相量电流的比值。

阻抗(hx 1.7 e9:1e6:2.2e9)

计算天线的反射系数

使用sparameters函数计算螺旋天线的S11。天线反射系数,或S_1_1,描述了由于阻抗失配而反射回来的入射射频功率的相对分数。

S=sparameters(hx,1.7e9:1e6:2.2e9,72)
S = Parameters: S- Parameters object NumPorts: 1 frequency: [501x1 double] Parameters: [1x1x501 double] Impedance: 72 rfparam(obj,i,j)返回S-parameter Sij
rfplot(S)

计算天线的回波损耗

使用returnLoss函数用于计算和绘制螺旋天线的回波损耗。天线回波损耗是衡量从传输线到负载(如天线)的功率传输效率的指标。计算结果以对数刻度显示。

返回损耗(hx,1.7e9:1e6:2.2e9,72)

计算天线的电压驻波比(VSWR)

使用驻波比函数计算并绘制螺旋天线的驻波比。天线驻波比是传输线与天线阻抗匹配的另一种测量方法。

电压驻波比(hx, 1.7 e9:1e6:2.2e9, 72)

计算天线的电流和电荷分布

使用要价函数计算螺旋天线的电荷分布。电荷分布是指在指定频率下天线表面上的电荷值。使用现在的函数计算螺旋天线的电流分布。电流分布是天线表面在一定频率下的电流值。

充电(hx,2.01e9)

数字电流(hx,2.01e9)

显示天线的网格

使用函数创建并显示螺旋天线的网格结构。网格用于离散天线表面。在此过程中,电磁解算器可以处理天线的几何体和材料。用于细分天线表面的基或离散单元的形状为三角形。

网格(hx)

手动网状天线

使用“MaxEdgelLength”名称-值对指定三角形的最大边长度。此名称-值对手动啮合螺旋结构。

网眼布(hx,“最大长度”, 0.01)

将网格设置为自动

meshconfig (hx“自动”)
ans =结构体字段:NumTriangles:890 NumTetrahedra:0 NumBasis:[]最大长度:0.0100网格模式:“自动”

请在下面找到天线近场可视化示例的链接:天线近场可视化

参考文献

[1] Balanis, c.a“天线理论。分析与设计”,第514页,Wiley,纽约,第3版,2005。