端口天线的分析

创建Inverted-F天线

创建的默认几何PIFA天线。(小)红点馈点位置的天线结构是一个输入电压发生器。这是天线的港口。在天线工具箱™,所有的天线都是兴奋的频率电压信号的振幅1 V在港口。港口必须连接两种不同的导体;它有一个无限小的宽度。

蚂蚁= invertedF;显示(ant);

阻抗

绘制天线阻抗,指定频段的需要绘制使用的数据阻抗函数。天线阻抗计算的比率相量电压(也就是1)和当前港口的相量。

频率= linspace (1.5 e9、2.0 e9 51);图;阻抗(蚂蚁,频率);

情节显示阻抗的实部,即电阻以及虚部,即电抗,在整个频带。天线谐振频率被定义为天线的电抗的频率正好是零。看着阻抗图,我们观察到在1.74 GHz inverted-F天线共振。电阻值的频率大约是20 $$\Omega$$。天线的电抗值是负的(电容)共振共鸣后,成为积极的(感应),表明它的串联谐振天线(由一系列RLC电路建模)。如果阻抗曲线从积极电抗负面,这是并联共振[1]由并联RLC电路(模拟)。

回波损耗

绘制天线的回波损耗,指定频段的需要绘制的数据。回波损耗的测量功率输出的有效性从天线的传输线。定量,回波损耗比率,在dB的功率发送天线和功率反射回来。这是一个积极的为被动的设备数量。消极的回波损耗与活跃的设备是可能的[2]。

图;returnLoss(蚂蚁,频率);

反射系数

上面介绍的回波损耗很少用于天线的分析。相反,反射系数或 $${\mathrm{年代}}_{11}$$在采用dB,也常常错误地称为“回波损耗”[2]。事实上,dB的反射系数是负的回波损耗见下图。的反射系数描述了一个相对分数的入射功率反射回来由于阻抗失配。这种不匹配的区别是天线的输入阻抗和传输线的特性阻抗(或发电机阻抗传输线不存在时)。特性阻抗是参考阻抗。的sparameters函数使用低于接受参考阻抗作为第三个参数。也是有效的returnLoss函数。默认情况下,我们假设参考阻抗为50 $$\Omega$$。

S = sparameters(蚂蚁,频率);图;rfplot(年代);

电压驻波比(电压驻波比)

天线的电压驻波比可以使用函数绘制电压驻波比下面使用。电压驻波比1.5:1的价值意味着最大驻波振幅最小为1.5倍驻波振幅。驻波的产生,因为在端口阻抗失配。电压驻波比是表示通过反射系数 $$(1+|{\mathrm{年代}}_{11}|)/(1-\; -\; -\; -\; -\; -|{\mathrm{年代}}_{11}|)$$。

图;电压驻波比(蚂蚁,频率);

天线的带宽

带宽是一个基本的天线参数。天线带宽的频率的天线可以适当辐射或接收的力量。通常,所需的带宽是关键参数之一用于决定一个天线类型。天线的带宽通常的频带反射系数的大小低于-10分贝,或回波损耗的大小大于10 dB,或电压驻波比小于约2。所有这些标准是等价的。我们从之前的数据,观察PIFA没有操作感兴趣的频段的带宽。带宽是由适当的天线设计。有时,参考阻抗也可能被改变。电阻的阻抗图我们看到目前的天线接近20 $$\Omega$$在共振。选择参考阻抗的20倍 $$\Omega$$而不是50 $$\Omega$$反射系数和情节。

S = sparameters (ant,频率,20);图;rfplot(年代);

现在,我们观察不到-10 dB的反射系数从1.71到1.77 GHz频段。这是天线的带宽。相同的结论认为当使用电压驻波比和回波损耗计算。

引用

[1]c . a . Balanis天线理论。分析和设计,p。514年,威利,纽约,第3版,2005年版。

[2]t . s .鸟”,回波损耗的定义和滥用,”天线与传播》杂志2009年4月。