无限阵列分析

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这个例子演示了使用无限阵列分析来模拟单个元素的行为-嵌入在阵列[1]-[3]中的单元。假设该阵列在二维空间中是无限延伸的，并且位于XY平面。

定义单元细胞

的单胞指向无限数组中的单个元素。单元元件需要一个接地面。没有地平面的天线需要有反射器作为支撑。每一种情况的典型例子是由反射器和微带贴片天线支撑的偶极子。这个例子将使用由反射器支持的偶极子，并分析在10ghz时的单元胞阻抗行为。单元格有 $λ / 2$ x $λ / 2$ 横截面。

频率= 10 e9;vp = physconst (“光速”）;λ= vp /频率;ucdx = 0.5 *λ;ucdy = 0.5 *λ;

定义单独的元素形成一个长度略小于 $λ / 2$ 并把它作为激励器分配给一个尺寸的反射器 $λ / 2$ 每一方。

d =偶极子;d.Length = 0.495 *λ;d.Width =λ/ 160;d.Tilt = 90;d.TiltAxis = [0 1 0];r =反射器;r.Exciter = d;r.Spacing =λ/ 4;r.GroundPlaneLength = ucdx;r.GroundPlaneWidth = ucdy; figure show(r)

图中包含一个轴对象。标题为反射器天线单元的轴对象包含5个贴片、曲面类型的对象。这些对象代表PEC、feed。

创建无限的数组

创建无限阵列并指定反射器支持的偶极子作为元素并查看它。

infArray = infiniteArray;infArray。元素= r;infArrayFigure =图;显示(infArray)

图中包含一个轴对象。标题为“无限阵列中反射器上偶极子单元”的轴对象包含7个类型为patch、surface的对象。这些物体代表PEC, feed, Air，单元细胞。

计算阻抗扫描

通过计算扫描阻抗分析无限阵列的阻抗特性。扫描阻抗是单个频率下单元单元元件的阻抗变化与扫描角度的函数。使用无限阵列上的扫描角度属性ScanAzimuth和ScanElevation来定义扫描行为。在这里，我们计算扫描阻抗在一个单一的平面，由方位角= 0°和仰角变化从0到90°在1°的步骤。

扫描平面定义阿兹= 0;% E-planeel = 0:1:90;%海拔计算并绘图scanZ =南(1,元素个数(el));infArray。ScanAzimuth =阿兹;为i = 1:numel(el)ScanElevation = el (i);scanZ (i) =阻抗(infArray频率);结束图绘制(el,实际(scanZ), el,图像放大(scanZ),“线宽”2);网格在传奇(“抵抗”，电抗的)包含(“扫描海拔(度)”) ylabel (“阻抗(ω\)”)标题('Scan Impedance in az = 'num2str (az)的平面度]）

图中包含一个轴对象。标题为Scan Impedance in az = 0 deg plane的轴对象包含2个类型为line的对象。这些物体代表抵抗，抵抗。

改善收敛性行为

无限阵列分析依赖于由无限双和组成的周期格林函数。有关更多信息，请参阅文档页(infiniteArray）.这个双重和中的项数对结果的收敛性有影响。通过增加求和项的个数来提高收敛性。执行所显示的命令将把词汇的总数从默认的21个增加到101个(负索引和正索引各50个，第0个索引各1个)。

numSummationTerms (infArray, 50);

在方位分别为0°、45°和90°的3个平面上，扫描阻抗项数较高的结果显示。在2.4 GHz、32gb内存的机器上，每个扫描平面大约需要100秒。

Az = [0 45 90];% E D h面负载scanZData

E-plane

图绘制(el真实(scanZ50terms (1,:)), el,图像放大(scanZ50terms (1:)),“线宽”2);网格在传奇(“抵抗”，电抗的)包含(“扫描海拔(度)”) ylabel (“阻抗(ω\)”)标题('Scan Impedance in az = 'num2str(阿兹(1))的平面度]）

图中包含一个轴对象。标题为Scan Impedance in az = 0 deg plane的轴对象包含2个类型为line的对象。这些物体代表抵抗，抵抗。

d平面

图绘制(el真实(scanZ50terms (2:)), el,图像放大(scanZ50terms (2:)),“线宽”2);网格在传奇(“抵抗”，电抗的)包含(“扫描海拔(度)”) ylabel (“阻抗(ω\)”)标题('Scan Impedance in az = 'num2str(阿兹(2))的平面度]）

图中包含一个轴对象。标题为Scan Impedance in az = 45 deg plane的轴对象包含2个类型为line的对象。这些物体代表抵抗，抵抗。

h面

图绘制(el真实(scanZ50terms (3,:)), el,图像放大(scanZ50terms (3:)),“线宽”2);网格在传奇(“抵抗”，电抗的)包含(“扫描海拔(度)”) ylabel (“阻抗(ω\)”)标题('Scan Impedance in az = 'num2str(阿兹(3))的平面度]）

图中包含一个轴对象。标题为Scan Impedance in az = 90 deg plane的轴对象包含2个类型为line的对象。这些物体代表抵抗，抵抗。

无限阵列阻抗随频率变化

将扫描角度固定到一个特定的值，并扫描频率，以观察该单元单元元件的阻抗行为。

az_scan = 0;el_scan = 45;percent_bw =含量;bw = percent_bw *频率;Fmin =频率- bw/2;Fmax =频率+ bw/2;infArray。ScanAzimuth = az_scan;infArray。ScanElevation = el_scan; figure impedance(infArray,linspace(fmin,fmax,51));

图中包含一个轴对象。标题为“阻抗”的轴对象包含两个类型为line的对象。这些物体代表抵抗，抵抗。

计算隔离元件图和阻抗

使用来自无限阵列分析的扫描阻抗数据来推导扫描单元图(在有限阵列的情况下也称为嵌入式/阵列单元图)。如[1]-[4]所示，使用隔离元件图和阻抗来计算它。通过分析无限反射器支持的偶极子，并计算其功率模式和10 GHz的阻抗来实现这一点。

r.GroundPlaneLength =正;r.GroundPlaneWidth =正;giso =南(元素个数(az),元素个数(el));gisodB =南(元素个数(az),元素个数(el));为i = 1:元素个数(az) giso(我:)=模式(r,频率,阿兹(i), el,“类型”，“权力”）;gisodB(我:)= 10 * log10 (giso(我,:));gisodB(i，:) = gisodB(i，:) - max(gisodB(i，:));结束Ziso =阻抗(r,频率);

计算并绘制扫描元素图

扫描元件图案的计算要求我们定义发生器阻抗。这里我们选择它作为宽侧扫描电阻。

Rg = 185;Xg = 0;Zg = Rg + 1i*Xg;gs =南(元素个数(az),元素个数(el));gsdB =南(元素个数(az),元素个数(el));为i = 1:元素个数(az) gs(我:)= 4 * Rg *真实(Ziso)。* giso(我:)。/ (abs (scanZ50terms(我:)+ Zg)) ^ 2;gsdB(我:)= 10 * log10 (gs(我,:));gsdB(i，:)= gsdB(i，:) - max(gsdB(i，:));结束图;情节(el gsdB (1:), el, gsdB (2:), el, gsdB (3:)“线宽”, 2.0)网格在xlabel([0 90 -20 0])“扫描海拔(度)。”) ylabel (“权力模式(dB)”)标题(strcat ('E-Plane (az = 0 deg.) Power Pattern'传说))('az = 0 deg'，'az = 45度'，'az = 90度'，“位置”，“最佳”）