这个例子说明了无限地平面天线和阵列的建模。将地平面建模为无穷大的主要优点是地平面没有网格划分。这有助于加速解决方案。采用图像法对结构进行建模。天线工具箱™中的几个天线元件都有一个接地面作为结构的一部分。对于其他元素,可以通过将它们放置在反射器的前面来引入地平面。
默认反射器在接地面上有一个工作在1GHz左右的偶极子。
r =反射器;显示(r);
看看辐射模式,我们看到地下有一些泄漏。这是因为地平面的大小。
模式(1 r, e9);
为防止渗漏,接地面必须做大些。然而,随着地平面尺寸的增大,网格的尺寸也随之增大。网格尺寸的增加增加了模拟时间。下面是为上面的结构创建的网格。
网格(r);
增加地平面的大小将在地面上放置更多的三角形,这将导致更多的模拟时间。
防止接地面以下渗漏的一个简单方法是使接地面无限大。这可以通过使GroundPlaneLength或GroundPlaneWidth或两者都是无限来实现。在这种情况下,接地面被蓝色薄片取代,表明接地面不是由金属制成的。
r.GroundPlaneLength =正;显示(r);
图样图显示地下没有渗漏。这个结果可以用来作为第一次通过,以得到天线的一般想法。无限的地平面可以被一个大的有限地平面在末端代替,以寻找边缘效应。另一个有趣的因素是最大指向性值的增加。由于没有后瓣,所有能量都辐射到地平面以上,最大方向性从7.38 dbi增加到7.5dBi。
模式(1 r, e9);
如前所述,无限地平面没有网格化。这种结构的网格只显示了偶极元的网格。
网格(r);
无限地平面反射器的阻抗近似于有限地平面反射器的阻抗。谐振值轻微地从有限地的880MHz移动到无限地的890MHz。
阻抗(r, 850 e6:2e6:950e6);
无限地的概念对阵列来说变得更加重要。随着元素数量的增加,地平面的尺寸也急剧增加,因为元素之间的地面空间也需要网格化。因此,为阵列选择无限地平面是相当普遍的。无限大排列的地平面也称为地屏。
p = patchMicrostrip (“GroundPlaneWidth”、正);arr = rectangularArray (“元素”, p);加勒比海盗。行空间= 0.075;加勒比海盗。列空间= 0.1;显示(arr);
上图为无限地平面上的四单元矩形贴片阵列。单个补丁的共振频率约为1.75 GHz。下面是完整数组的模式。
1.75 e9模式(arr);
这张图再次表明地下没有辐射。网格是用来解决这个数组显示。如前所述,地面没有网格化,因此系统的整体尺寸减小,从而加快了计算时间。
网格(arr);
C. A.巴拉尼斯天线理论。分析和设计, Wiley, New York, 3rd Edition, 2005。