主要内容

天线阵列设计器

设计、可视化和分析阵列

描述

这个阵列设计器应用程序允许您在天线工具箱中设计、可视化和分析阵列™ 图书馆互动。

使用此应用程序,您可以:

  • 显示定义元素间距的不同阵列配置和布局。

  • 比较不同的数组类型和响应。

  • 选择阵列配置,以满足特定的峰值增益、方向性、所需覆盖范围、模式和端口参数。

  • 更改元素之间的间距并查看对阵列性能的影响。

  • 可视化端口和远场中的相互耦合效应。

  • 使用SADEA或代理优化方法为给定约束下的各种分析结果优化阵列。

    笔记

    • 使用并行计算对于萨迪亚优化器,你需要并行计算工具箱™.

    要使用代理优化算法,您需要全局优化工具箱.

打开天线阵列设计器应用程序

  • MATLAB®工具条:在应用程序选项卡,在下面信号处理和通信,单击应用程序图标。

  • MATLAB命令提示:输入天线阵列信号发生器.

例子

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天线阵列设计器应用程序将打开一个新的空白画布:

选择并可视化阵列

点击在canvas toolstrip中选择要分析的数组类型。

默认设置为带有偶极子天线的矩形阵列。

使用toolstrip,可以选择不同类型的阵列布局、天线和背衬结构。

您还可以指定设计频率指天线或阵列。设置此值将缩放单个阵列元素以在指定频率下共振,并将元素放置在阵列中的最佳位置以避免干扰。

点击接受分析阵列特性。

画廊

您可以选择一个数组类型阵列画廊,您可以从中选择不同的天线天线廊道.

您可以从中选择不同类型的天线天线廊道.

您还可以从中为天线阵列元素选择不同类型的背衬结构背衬结构廊道.

分析数组

一旦你点击了接受在设计上,可以指定频率范围在输入窗格中。然后使用中的相应按钮绘制阵列的阻抗、相关性或S参数耦合窗玻璃

您可以可视化三维图案、AZ图案或EL图案使用图案窗玻璃也可以将介质基板添加到各个元件,或使用性质窗玻璃

使用性质手动更改数组或其单个元素的属性。

使用出口在MATLAB工作区或MATLAB脚本中查看数组。

优化阵列

点击优化打开天线阵列设计器应用程序的优化器画布。

使用目标函数选择优化阵列的主要目标

使用设计变量输入变量。然后优化器根据上下限更改变量。

使用约束条件限制天线上所需的分析功能值。

使用优化器在两者之间进行选择萨迪亚代理选择.

注意:要使用代理优化算法,您需要全局优化工具箱。

添加所需的值后,单击开始优化。

打开天线阵列设计器应用程序。

天线阵列信号发生器

Figure Explore包含类型为uicontrol的对象。

点击刚出现的数组类型窗格中,单击线性的.

在左下角,更改元素数5.. 点击接受.

性质窗格,展开偶极子几何并更改倾斜度(度)30. 这会将阵列中每个偶极子元素的倾斜度更改为30度。点击大堆选项卡以查看阵列。

性质窗格,展开线性几何并更改倾斜度(度)45。这会将整个阵列的倾斜度更改为45度。

输入窗格中,更改中心频率数组的60兆赫。点击三维图案图案窗格以绘制辐射模式。观察阵列的最大方向性。

打开天线阵列设计器应用程序。在阵列画廊窗格中,单击保角的.

默认共形阵列由偶极子天线和蝴蝶结天线组成。

您可以通过单击中的元素来分别查看每个元素布局

矩形背衬弯曲天线

添加一个带有矩形背衬的弯曲偶极子天线天线廊道点击蜿蜒而行要创建弯曲偶极子天线,请通过在中拖动天线来移动天线布局

要添加矩形背衬,请执行以下操作:

  • 从中选择弯曲偶极子天线布局窗口,然后单击矩形的背衬结构廊道窗玻璃.

  • 右键单击中的天线布局窗口并选择添加背衬>矩形反射器.

删除曲流,添加v -偶极子

若要删除弯曲偶极子天线,请在“弯曲偶极子天线”菜单中单击鼠标右键布局窗口,然后选择删去.

点击V型天线廊道添加一个V形偶极子天线。

点击接受.

天线布置

将天线放置在X-Y-Z平面中的以下位置:

  • 元素1-偶极子-[1 0 0]

  • 元素2-领结-[0 1 0]

  • 元素3-V-偶极子-[0 0 1]

性质窗格,展开共形射线几何并更改元素位置(m)至[10;0 1 0;0 0 1]。点击申请.

嵌入式元件模式和半功率束宽度(HPBW)

在元素2的方位平面中显示嵌入的元素图案。选择嵌入式元件图案窗玻璃.点击AZ图案。从元素选择窗口中,单击元素2,然后单击好啊.

要查看HPBW,请右键单击方位角图案并选择测量值>天线度量.

元件间的耦合

要观察元件1和3之间的耦合,请确保启用耦合在中选择输入窗玻璃在耦合点击相关性. 在“图元选择”窗口中,单击1和3。

打开这个天线阵列设计器应用程序。在“阵列库”区域中,选择阵列类型为线性的

选择偶极子从…起天线廊道选择没有后盾背衬结构廊道. 指定设计频率为2.4 GHz。在里面布局窗格中,指定元素数如图4所示,单击接受部分

选择三维图案在下面图案用于计算三维辐射模式的部分。

增益为9.1 dBi。点击优化在应用程序toolstrip上优化此阵列。

在优化器选项卡上,单击最大化收益目标函数部分在设计变量窗格,选择要优化的变量。在本例中,选择元素间距变量,并将下限和上限设置为0.06和0.09。

点击约束条件窗玻璃在本例中,没有约束函数。如果应用程序需要约束,请从下拉列表中选择一个或多个约束函数。

点击申请应用本例中的设计变量。在设置节中,将迭代次数设置为50选择并行计算如果你有并行计算工具箱™, 点击

模拟完成后,优化结果将显示在后果窗玻璃

点击接受. 在图案部分,绘制三维图案再一次增益现在增加到10.7 dBi。

打开这个天线阵列设计器应用程序。在“阵列库”区域中,选择阵列类型为线性的

选择偶极子从…起天线廊道选择没有后盾背衬结构廊道. 指定设计频率为2.4 GHz。在里面布局窗格中,指定元素数如图4所示,单击接受部分

选择三维图案在下面图案用于计算三维辐射模式的部分。

增益为9.1 dBi。点击优化在应用程序toolstrip上优化此阵列。

在优化器选项卡上,单击最大化收益目标函数部分在设计变量窗格,选择要优化的变量。在本例中,选择元素间距变量,并将下限和上限设置为0.06和0.09。

点击约束条件窗玻璃在本例中,没有约束函数。如果应用程序需要约束,请从下拉列表中选择一个或多个约束函数。

点击申请应用本例中的设计变量。在设置节,从优化器下拉选择代理选择.并行计算它变灰了。

模拟完成后,优化结果将显示在后果窗玻璃

点击接受. 在图案部分,绘制三维图案再一次增益现在增加到10.5 dBi。

相关实例

程序化使用

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天线阵列信号发生器打开阵列设计器应用程序,使您能够使用天线工具箱库设计和分析天线阵列。

另见

在R2019b中引入