创建磁单极子

创建一个四分之一波长单极天线通过天线Toolbox与大约1千兆赫的共振频率。对于这个例子的目的，我们选择边的广场地面平面 $$0。75\lambda$$。

耐火的= 1 e9;speedOfLight = physconst (“光速”);波长= speedOfLight / FRES;L = 0.25 *波长;DP =单极（'高度'L,“宽度”L / 50,...“GroundPlaneLength”，0.75 *波长，...'GroundPlaneWidth'0.75 *λ);

计算单极阻抗

指定源（发生器）阻抗，基准（传输线）的阻抗和负载（天线）的阻抗。在这个例子中，负载Zl0将在500 MHz，这是谐振频率的半的频率的非共振（小）单极。源具有50欧姆的等效阻抗。

f0 =耐火的/ 2;z = 50;Z0 = 50;f0 Zl0 =阻抗(dp);Rl0 =实际(Zl0);Xl0 =图像放大(Zl0);

定义的频率点的数量进行了分析，并设置了一个频带大约500MHz。

《不扩散核武器条约》= 30;fspan = 0.1;fmin = f0*(1 - (fspan/2));fmax = f0*(1 + (fspan/2));fq = unique([f0 linspace(fmin,fmax,Npts)]);w = 2π* *频率;

利用反射系数和功率增益了解负载特性

计算负载反射系数与源极和所述天线之间的功率增益。

S =火花机(dp, freq);GammaL = rfparam(S, 1,1);Gt = 10*log10(1 - abs(GammaL).^2);

在史密斯图上绘制输入反射系数显示了该天线在500mhz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匹配的条件。反射系数迹的位置在四周 $$-j5。0\Omega$$确认存在严重的阻抗失配。

图一=图;GammaL hsm = smithplot(图一,频率,“线宽”，2.0，'颜色','M');歌舞青春。LegendLabels = {“#伽马L”};

图=图;情节(频率* 1 e-6 Gt,'M',“线宽”2);网格上xlabel（'频率[MHz]'）ylabel（“(dB)级”)标题(“电力交付负载”)

由于功率增益曲线所示，有大约20周围的工作频率（兆赫500）dB的功率损耗。

设计匹配网络

匹配的网络必须确保在500兆赫的最大功率传输。l段双调谐网络实现了这一目标[1]。如下图所示的网络拓扑结构包括一个与天线串联的电感，它抵消了500兆赫兹时的大电容，以及一个分流电感，它进一步提高了输出电阻以匹配50的源阻抗 $$\Omega$$。

ω= 2 *π* f0;L2 = (1 /₀) *√(z * Rl0) / (1 - (Rl0 / z)));L1 = (-Xl0 /₀) - L2/2 -√((L2 ^ 2/4) - (((Rl0) ^ 2) /ω^ 2));

创建匹配网络并计算s参数

匹配网络电路经由RF工具箱创建，它由两个电感器，它们的值在上面已经计算出的。这个网络的S参数超过在工作频率为中心的频带计算。

IND1 =电感(L1,'L1');IND2 =电感(L2,'L2');MatchingNW =电路('double_tuning');add (MatchingNW [0, 1], IND2);添加(MatchingNW [1 - 2], IND1);setports (MatchingNW 0 [1], [2 0]);Smatchnw = sparameters (MatchingNW、频率);

匹配网络的电路元件表示如下所示。

DISP（MatchingNW）

电路：电路元件ElementNames：{ 'L2' 'L1'}的元素：[1×2电感器的节点是：[0 1 2]名称： 'double_tuning' NumPorts：2个端子：{ 'P1 +' 'P2 +' 'P1-'“P2- '}

反射系数和功率增益与匹配网络

利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，FREQ）;GammaIn = gammain（Smatchnw，ZL）;Gtmatch = powergain（Smatchnw，ZS，ZL，“Gt”);Gtmatch = 10 * log10 (Gtmatch);

比较结果

绘制输入反射系数和发送到天线的功率，有和没有匹配网络。史密斯图表显示了通过其中心的反射系数轨迹，从而确认了匹配。在500兆赫兹的工作频率下，发电机将最大的能量传输给天线。匹配度随工作频率的变化而下降。

添加(hsm频率,GammaIn);hsm.LegendLabels (2) = {“#Gamma在”};

图(图二)上图（频率* 1E-6，Gtmatch，“线宽”2);轴（[分钟（频率）* 1E-6，MAX（频率）* 1E-6，-25,0]）图例（“不匹配网络”,“双调优”,'位置',“最佳”);

参考

刘国华，单极天线，中国电子工业出版社，2003年。