天线阵列设计

设计、可视化和分析数组

描述

阵列设计应用程序可以让你设计,可视化和交互分析在天线工具箱™库阵列。

使用这个应用程序,您可以:

  • 显示限定元件间隔不同的阵列构造和布局。

  • 比较不同的数组类型和响应。

  • 选择阵列配置,以满足特定的peek增益,指向性,所需的覆盖范围,模式,端口参数。

  • 更改元素之间的间距并查看对数组性能的影响。

  • 可视化在端口和远场中相互耦合的效果。

  • 利用目标函数、设计变量和约束条件优化天线阵元。

打开天线阵列设计器App

  • MATLAB®工具条:在应用选项卡,在信号处理和通信,点击应用程序图标。

  • MATLAB命令提示符:回车antennaArrayDesigner

例子

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天线阵列设计的应用程序打开一个新的空白的画布:

选择和可视化数组

请点击在画布工具条来选择你要分析阵列的类型。

默认是带有偶极天线的矩形阵列。

使用工具栏,您可以选择不同类型的阵列布局、天线和支撑结构。

您也可以指定设计频率天线或阵列。设置该值缩放在指定的频率的各个阵列元件上谐振,并在最佳位置处的元件的地方阵列,以避免干扰英寸

请点击接受分析阵列的特性。

画廊

您可以选择数组类型阵列图库,您可以选择从不同的天线从天线画廊

您可以选择不同类型的天线天线画廊

还可以为您的天线阵列元素选择不同类型的背景结构垫衬结构图库

分析阵列

一旦你点击了接受在设计中,可以指定频率范围在输入窗格中。中的相应按钮绘制阵列的阻抗、相关或s参数耦合窗格。

您可以可视化的3-D模式,AZ模式,或EL模式利用在相应的按钮全阵列或嵌入式元件的模式窗格。还可以添加的介电基片的各个元件,或者使用改变的负载的值和位置属性窗格。

使用属性手动更改数组或其单个元素的属性。

使用出口查看您在MATLAB工作区或MATLAB脚本阵列。

打开天线阵列设计应用程序。

antennaArrayDesigner

点击数组类型窗格中,单击线性

在左下角,改变的元素数量。请点击接受

在里面属性窗格中,展开偶极 - 几何和改变倾斜(度)三十。这将把阵列中每个偶极子元素的倾斜度更改为30度。点击数组标签以查看该阵列。

在里面属性窗格中,展开线性几何和改变倾斜(度)45。这会将整个阵列的倾斜度更改为45度。

输入窗格中,改变中心频率数组的60MHz。请点击三维模式模式窗格绘制的辐射模式。观察该阵列的最大方向性。

打开天线阵列设计应用程序。在里面阵列图库窗格中,单击保形

默认的共形天线阵由偶极子天线和蝶形天线组成。

方法中的元素,可以分别查看每个元素布局窗口。

曲径天线与矩形后盾

添加一个具有矩形背景的曲流偶极子天线。从天线画廊,点击漫步创造一个弯曲的偶极天线。通过拖动天线来移动天线布局窗口。

添加矩形衬底:

  • 选择曲流偶极子天线布局窗口,然后点击长方形垫衬结构画廊窗格

  • 右击天线布局窗口和选择添加背景>矩形反射器

删除曲流并添加v -偶极子

要删除曲折偶极天线,从一点击布局窗口,然后选择删除

请点击三角天线画廊添加V-偶极天线。

请点击接受

天线位置

将天线置于X-Y-Z平面以下位置:

  • 元件1 - 偶极 - [1 0 0]

  • 元件2 - 领结 - [0 1 0]

  • 元件3 - V-偶极 - [0 0 1]

在里面属性窗格中,展开conformalArray - 几何和改变的值ElementPosition (m)[1 0 0;0 1 0;0 0 1]。请点击应用

嵌入式元件图案和半功率波束宽度(HPBW)

显示在方位平面嵌入式元件图案为元素2.选择内嵌元素图案窗格请点击AZ模式。在元素选择窗口中,单击元素2,然后好吧

要查看HPBW,右击方位图,并选择测量>天线指标

元素之间的耦合

观察元素1和3之间的耦合,确保了启用联轴器在被选择输入窗格。在里面耦合,点击关联。从元素选择窗口中,单击1和3。

打开天线阵列设计应用程序。在Array廊部,选择阵列类型线性。

选择偶极子天线画廊。选择没有靠山垫衬结构图库。指定设计频率为2.4 GHz。在布局窗格中,指定的元素数量为4,点击接受部分。

选择三维模式模式部分来计算3-d辐射模式。

增益为9.1 dBi的。请点击优化上的应用程序工具条优化这个阵列。

在优化器选项卡上单击最大化收益目标函数部分。在里面设计变量窗格选择要优化的变量。对于这个例子的目的,选择元间距变量,将下限值和上限值设置为0.06和0.09。

单击约束窗格。在这个例子中,约束功能未选择。如果应用程序需要约束,选择一个或从下拉列表中更多的约束功能。您可以使用去掉按钮来添加或删除约束。

请点击应用在本例中应用设计变量。在里面设置部分,设置迭代与数50, 选择并行计算如果您有并行计算工具箱™,请单击

一旦模拟完成,优化结果显示在结果窗格

请点击接受。在里面模式部分选择三维模式作为图案来显示优化的阵列设计。优化后的增益提高到10.7 dBi的。

相关的例子

程序中使用

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antennaArrayDesigner打开阵列设计应用程序,使您能够设计和分析使用天线工具箱库天线阵列。

也可以看看

介绍了在R2019b