螺旋天线设计

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这个例子研究螺旋天线设计[2]关于方向性。介绍了螺旋天线在1947年[1]。从那时起,他们一直广泛应用于某些应用程序移动和卫星通信等。螺旋天线常用的轴向模式的操作发生在螺旋的周长与波长的操作。在这种模式下,螺旋天线的最大方向沿其轴和辐射圆偏振波。

螺旋设计规范

螺旋天线设计规格如下([2]):

频率范围:1.3 - 2 GHz
收获:13 dBi dBi + / - 1.5
轴向比率:< 1.5

模型假设和差异

Ref。[2]相比,螺旋天线模型可以在工具箱使用简化的假设如下:

导体——原始参考使用一个圆柱体的半径而工具箱使用一条宽度w。
地平面形状-一个正方形地面飞机用于原始参考,虽然目前的工具箱模型使用一个圆形。
宽度的饲料,饲料的宽度在[2]r / 10工具箱模型使用w。
设计验证指标- Ref。[2]使用增益比较模拟和测量结果,而在工具箱中,我们将使用模拟以来的方向性天线有一个极小的损失。

螺旋设计参数

工具箱中的螺旋模型使用的带近似与带钢的宽度的半径圆柱[3]。此外,工具箱中的螺旋模型有一个圆形的地平面。选择地平面的半径长度的一半的平方地平面。

r = 0.3 e - 3;宽度= cylinder2strip (r);feedheight = 3 * r;D = 56 e - 3;半径= D / 2;把= 17.5;距= 11.2;间隔= helixpitch2spacing(音高、半径);= 600 e - 3;radiusGP =边/ 2;

操作的频率和带宽

中心频率选为1.65 GHz。45%的相对带宽选择提供足够的灵活性以来,工作频率限制导致相对带宽的42.5%。相对带宽计算,

$B W_{r e l 一个 t 我 v e} = (f_{u p p e r} - - - - - - f_{l o w e r}) / f_{c}$

fc = 1.65 e9;relativeBW = 0.45;BW = relativeBW *俱乐部;

创建螺旋天线

创建螺旋天线与适当的属性计算之前和视图结构。

hx =螺旋(“半径”半径,“宽度”、宽度、“转”,,…“间距”、间距、“GroundPlaneRadius”radiusGP,…“FeedStubHeight”,feedheight);图;显示(hx);

图包含一个坐标轴对象。坐标轴对象与标题螺旋天线元素包含4块类型的对象,表面。这些对象代表压电陶瓷,饲料。

行为模式

情节的指向性辐射模式螺旋天线中心频率的1.65 GHz。该模式确认螺旋天线的轴向的操作模式。

图;模式(hx、fc);

{“字符串”:“图包含一个坐标轴对象和其他对象类型的uicontrol。坐标轴对象包含4块类型的对象,表面。“,”泰克斯”:[],“乳胶”:[]}

计算方向性变化的主要梁作为频率的函数,选择一个频率范围根据[2]。

Nf1 = 15;Nf2 = 20;fmin = 1.2 e9;fmax = 2.1 e9;fstep = 0.1 e9;1.3 e9 fband1 = linspace (fmin, Nf1);fband2 = linspace (fmin fmax Nf2);频率=独特([fband1 fband2]);Nf =长度(频率);D =南(Nf); f_eng = freq./1e9; f_str =‘G’;图一=图;为i = 1:长度(频率)D (i) =模式(hx,频率(我),0,90);图(图一)情节(f_eng D“x -”网格)在轴([f_eng (1) f_eng(结束)9 16])包含([的频率(f_str“Hz)”])ylabel (“方向性(dBi)”)标题(“方向性变化与频率峰值”)drawnow结束

图包含一个坐标轴对象。坐标轴对象与标题方向性变化与峰值频率包含一个类型的对象。

讨论结果

比较这个结果和图11[2]复制下面,我们建立了定量的协议。

模拟和测量RHC获得NB和WB3设计[2](与IEEE的许可复制)

另请参阅

单极测量比较

引用

[1]j·d·克劳斯“螺旋天线波束,”电子产品,20日,1947年4月,第109 - 111页。

[2]a . r . Djordjevic a·g·Zajic m . m .大型g . l .存根”优化螺旋天线天线设计师的笔记本,“IEEE天线和传播杂志,vol.48,不。6,pp.107 - 115, 2006年12月。

”[3]c . a . Balanis天线理论。分析和设计”,p。514年,威利,纽约,第三版,2005年。