创建磁单极子

创建一个四分之一波长单极天线的谐振频率1 GHz左右。为目的的这个例子中,我们选择一个平方地平面的一侧 $$0。75\lambda$$。

耐火的= 1 e9;speedOfLight = physconst (“光速”);λ= speedOfLight /耐火的;L = 0.25 *λ;dp =单极(“高度”L,“宽度”L / 50,…“GroundPlaneLength”0.75 *λ…“GroundPlaneWidth”0.75 *λ);

计算磁单极子阻抗

指定源阻抗(发电机),参考(传输线)阻抗和负载阻抗(天线)。在这个例子中,负载Zl0将共振(小)单极在500 MHz的频率,共振频率的一半。源的等效阻抗50欧姆。

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

为分析和定义频率点的数量在500 MHz频段为中心。

《不扩散核武器条约》= 30;fspan = 0.1;fmin = f0 * (1 - (fspan / 2));fmax = f0 * (1 + (fspan / 2));频率=独特([f0 linspace (fmin fmax, npt)));

理解负载行为使用反射系数和功率增益

计算负载反射系数和源和天线之间的功率增益。

S = sparameters (dp、频率);GammaL = rfparam (1, 1);Gt = 10 * log10 (1 - abs (GammaL)。^ 2);

策划输入反射系数在史密斯图表显示的电容行为这个天线的工作频率500 MHz。史密斯圆图的中心代表了参考阻抗匹配条件。反射系数的位置跟踪 $$-\; -\; -\; -\; -\; -j5。0\Omega$$确认有一个严重的阻抗失配。

图一=图;GammaL hsm = smithplot(图一,频率,“线宽”,2.0,“颜色”,“米”,…“视图”,“右下角”,“LegendLabels”,{“#伽马L”});

情节的权力交付给负载。

图=图;情节(频率* 1 e-6 Gt,“米”,“线宽”2);网格在包含(“频率(MHz)”)ylabel (“(dB)级”)标题(的功率传递到负载)

功率增益图所示,大约有20 dB功率损耗在工作频率(500 MHz)。

设计匹配网络

匹配网络必须确保在500 MHz最高权力交接。L-section双调谐网络实现这一目标[1]。接下来的图中所示的网络拓扑结构,由一个与天线电感串联,取消了大电容在500 MHz,并联电感器,进一步提高了输出电阻匹配的源阻抗50 $$\Omega$$。

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

创建匹配网络和计算的参数

匹配网络电路包括两个电感的电感值计算。使用RF工具箱™创建匹配网络和计算的参数的这个网络频段频率集中在操作。

IND1 =电感(L1,“L1”);IND2 =电感(L2,“外语”);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elementname: {“L2”“L1”}元素:[1 x2电感]节点:[0 1 2]的名字:“double_tuning”NumPorts: 2终端:{“p1 +”“p2 +”的p1 - ' ' p2 - '}

反射系数和功率增益匹配网络

计算输入反射系数/功率增益天线的负载匹配网络。

Zl =阻抗(dp、频率);GammaIn = GammaIn (Smatchnw Zl);Gtmatch = powergain (Zl Smatchnw, z,“Gt”);Gtmatch = 10 * log10 (Gtmatch);

比较结果

图输入反射系数和权力交付给天线,有或没有匹配网络。史密斯圆图情节展示了反射系数跟踪通过其中心从而确认这场比赛。在操作频率500 MHz,发电机将最大功率传输到天线。比赛降解两边的操作频率。

添加(hsm频率,GammaIn);hsm.LegendLabels (2) = {“#伽马”};歌舞青春。视图=“全部”;

情节的权力交付给负载。

图(图二)在情节(频率* 1 e-6 Gtmatch,“线宽”2);轴([min(频率)* 1 e-6 e-6马克斯(频率)* 1,-25,0])传说(“不匹配网络”,“双调优”,“位置”,“最佳”);

引用

[1]m·m·维纳磁单极子天线,马塞尔·德克尔,Inc ., CRC出版社,启Exp版,纽约,pp.110 - 118, 2003。