此示例显示了如何设计UWB Planar Monopole天线。Planar Monopole天线在几何中很简单,提供超字节带(UWB)操作带宽。要创建平面单极,请用各种形状用平面元素替换传统的线单极,以增加单极的表面积。要设计平面单极天线,请在地面平面上安装平面金属板。接地平面也可以具有各种形状。
该图显示了环形平面单极天线的几何形状和尺寸。辐射元件是环形环,具有外半径(rbig)
的25毫米
和内半径(rsmall)
的10毫米
,位于垂直上方的方形接地平面上,侧面长305毫米
.饲料(
d)
在散热器的进料和接地平面和进料杆的宽度之间(W)
被设置为0.8毫米
和0.6毫米
分别增强阻抗带宽。偏移值设置为
0.2毫米
在进料杆和环形环辐射器之间进行完美的连接。
用一侧长度创建方形接地平面305毫米
使用antenna.rectangle.
功能。
Lg = 305 e - 3;Wg = 305 e - 3;groundPlane =天线。矩形(“长度”,lg,“宽度”,wg);
使用该提取器antenna.rectangle.
功能。要创建外圈和内圈,请使用天线.Circle.
功能。要创建环形环散热器,减去了intercircle.
来自utercircle.
并加入Feedstrip.
.
d = 0.8e-3;w = 0.6e-3;offset = 0.2E-3;顶点触摸馈送时%偏移值。FeedStrip = Antenna.rectangle(“长度”,w,“宽度”,d,“中心”,[0 d / 2]);RBIG = 25E-3;rsmall = 10e-3;OUTERCIRCLE = ANTENNA.CIRCLE(“半径”,rbig,“中心”,[0 RBIG + D-OFFSET]);innercircle =天线.circle(“半径”,rsmall,“中心”,[0 RBIG + D-OFFSET]);散热器= OUTERCIRCLE-INDRCIRCLE + FEEDSTRIP;
创建环形环形平面单极天线,使用onmopmustom.
对象。
Ant = OpmunceCustom(“散热器”,散热器,“地平面”,地平面);展示(蚂蚁)
通过使用每个波长至少10个元素手动网发天线3 GHz.
在运行分析之前。设定Maxedgelength.
到LAmbda / 10.
.
数字;网格(蚂蚁,“maxedgelength”,0.01)
计算环形环形平面单极天线的电压驻波比(VSWR),以找到天线的阻抗带宽。频率范围内的VSWR小于21.2 GHz
到8.7 GHz
.
数字;VSWR(蚂蚁,(0.5:0.2:10)* 1E9,50);ylim([1 5]);
为不同的平面天线绘制VSWRrsmall.
被设定为5毫米,10毫米,15毫米和20毫米。
加载annularRingVSWR.mat来自annularringvswr.mat文件的%加载数据数字;情节(弗雷克,r5,'linestyle'那“ - ”那“颜色”那'r'那'行宽',1.5);网格在;抓住在;情节(弗雷克,R10,'linestyle'那“ - 。”那“颜色”那'K'那'行宽',1.5);情节(弗雷克,R15,'linestyle'那“ - ”那“颜色”那'B'那'行宽',1.5);情节(弗雷克,R20,'linestyle'那“:”那“颜色”那'G'那'行宽',1.5);ylim([1 5]);Xlabel('频率(GHz)');ylabel('震级');标题('vswr');传奇('rsmall = 5mm'那' r = 10毫米的那'rsmall = 15mm'那'rsmall = 20mm')
你可以看到它作为价值rsmall.
增加5毫米
到10毫米,
上频段边缘频率从9.7 GHz到8.7 GHz发生变化。随着这进一步增加,天线成为多频带天线而不是宽带天线。在所有这些情况下,较低频带边缘频率是相同的。在这个例子中,rsmall.
或者内扣半径值设置为10毫米
.
分析天线的辐射模式4 GHz
.
数字;图案(蚂蚁,4E9);
在4 GHz
,环形环单极天线表现出典型的全向门口单位辐射图案,最大增益6.23 dbi.
.模拟结果同意所提供的结果[1].
该图显示了带有方形平面的方形平面天线的几何形状和尺寸具有侧面长度34毫米。
三叉形馈送条参数是:接地平面和馈送条(D)之间的距离是1毫米
,来自d(h)的饲料带的高度是4毫米
,送料条水平长度(t)为18毫米
,所有的宽度(w),使三叉戟2毫米
.接地面半径(r)
是150毫米
.采取了三叉戟广场单极的想法[2],但在该示例中,使用圆形平面。
散热器包括三叉形喂料条和方形单极。通过添加来创建三叉戟形喂养条对象,饲料Strip1.
那Strip2.
那Strip3.
那Strip4.
和条带5.
形状。创建散热器,添加喂养
和单极石
形状。
LP = 34E-3;WP = 34E-3;H = 4E-3;d = 1E-3;w = 2e-3;t = 18E-3;Strip1 = Antenna.Rectangle(“长度”,w,“宽度”,d,“中心”,[0 d / 2]);Strip2 = Antenna.rectangle(“长度”,t,“宽度”,w,“中心”,[0 d + w / 2]);Strip3 = Antenna.Rectangle(“长度”,w,“宽度”h,“中心”,[ - (t / 2-w / 2)d + w + h / 2]);Strip4 = Antenna.rectangle(“长度”,w,“宽度”h,“中心”,[0 d + w + h / 2]);Strip5 = Antenna.Rectangle(“长度”,w,“宽度”h,“中心”, (t / 2 w / 2 d + w + h / 2));饲料= Strip1 + Strip2 + Strip3 + Strip4 + Strip5;磁单极子天线。矩形(“长度”,lp,“宽度”,WP,“中心”,[0 d + w + h + wp / 2]);散热器=饲料+单极;
使用圆形接地平面天线.Circle.
半径的功能150毫米
.
r = 150e-3;GroundPlane = Antenna.Circle(“半径”,r);
要创建一个三叉戟的方形平面平板单极天线,使用onmopmustom.
对象。
Ant = OpmunceCustom(“散热器”,散热器,“地平面”,地平面);展示(蚂蚁)
通过使用每个波长至少10个元素手动网发天线4 GHz
在运行分析之前。设定Maxedgelength.
到LAmbda / 10.
.
数字;网格(蚂蚁,“maxedgelength”,0.0075);
计算平面单极天线的反射系数,以找到天线的阻抗带宽。反射系数小于-10 dB,频率范围为1.6 GHz至9.3 GHz。
FREQ =(1:0.2:10)* 1E9;s =斯波拉姆计(蚂蚁,频率);数字;RFPLOT;标题('反射系数');
分析天线的辐射图案2 GHz,6 GHz,
和9 GHZ.
显示垂直极化在整个频率范围内是稳定的。但随着频率的增加,水平极化分量增加。
PV_1 =模式(ANT,2E9,0,0:1:360,'极化'那'v');ph_1 =模式(蚂蚁,2e9,0,0:1:360,'极化'那'H');数字;PolarPattern(PV_1,'magnitudelim',[ - 150 20]);抓住在;PolarPattern(ph_1,'magnitudelim',[ - 150 20]);传奇立场化水平分子化;
pv_2 =模式(蚂蚁,6e9,0,0:1:360,'极化'那'v');ph_2 =模式(蚂蚁,6e9,0,0:1:360,'极化'那'H');数字;polarpattern(pv_2,'magnitudelim',[ - 150 20]);抓住在;polarpattern(ph_2,'magnitudelim',[ - 150 20]);传奇立场化水平分子化;
PV_3 =模式(ANT,9E9,0,0:1:360,'极化'那'v');ph_3 =模式(蚂蚁,9e9,0,0:1:360,'极化'那'H');数字;polarpattern(pv_3,'magnitudelim',[ - 150 20]);抓住在;polarpattern(ph_3,'magnitudelim',[ - 150 20]);传奇立场化水平分子化;
分析了天线的电流分布2.5 GHz
.三叉形馈电结构导致平方单极下部的均匀电流分布。
当前(Ant,2.5E9,“规模”那'日志');查看(0,1)
平面单极天线具有简单的几何形状,您可以定义它们的散热器和地面平面各种不同的形状。这些天线提供具有截止顶辐射图案的超广域阻抗带宽,这几乎是全向的。
[1] Ammann,M.J. Chen,Z.N.Chia,M. Y.W.并参见T.S.P.。“环形平面单极天线”。IEE诉讼程序 - 微波炉,天线和传播,卷。149,2002年8月4日,第2002年,PP。200-203。
[2]黄建禄,吴志贤,苏绍文,“带三叉形馈电带的超宽带方形平面金属单极子天线”,天线上的IEEE事务和传播,卷。53,2005年4月4日,第1262-1269。