主要内容
Metasurface天线建模
超表面天线是表面天线中的一个新概念，它利用各辐射单元单元的周期边界将辐射单元分组在一个更紧凑的空间中。本实例介绍了天线工具箱中超表面天线的设计、建模和分析。我们介绍了[1]的工作。
讨论了天线工具箱对象和功能的单元辐射元件的构造。利用infiniteArray对象和rectangularArray对象构造大天线阵，在此基础上进行设计频率下的方向图和电流分析。
建造单元散热器
在[1]中提出的单元散热器是一个十字I束结构，在一个臂上有优化的探针馈电。单元电池尺寸为3cm，间隙0.5mm。详细的几何信息如下所示。
长度= 14.75 * 1 e - 3;宽度= 3 * 1 e - 3;s = 0.25 * 1 e - 3;厚度= 1.5 * 1 e - 3;viaDia = 0.5 * 1 e - 3 * 2;feedWidth = viaDia / 2;gndLength =长度+ 2 *年代;gndWidth = gndLength;
我们使用customAntennaGeometry对象来构造顶部十字I光束散热器，并将其放置到一个反射器中，形成单元散热器结构。在这个简化的几何结构中，我们从设计中去掉了衬底，从而使辐射频率增加到9.14GHz，高于[1]。
pr1 = em.internal.makerectangle(长度、宽度)”;pr2 = em.internal.makerectangle(宽度、长度)';f1 = em.internal.makerectangle (feedWidth feedWidth);pr3 = em.internal. translatesshape (f1，[-5*1e-3+feedWidth/2 0 0])';散热器= customAntennaGeometry (“边界”, {pr1、pr2 pr3},“操作”，“P1 + p + P3”）;散热器。FeedLocation = [-5*1e-3 0 0];散热器。FeedWidth = FeedWidth;蚂蚁=反射器(“激励”散热器,“GroundPlaneLength”gndLength,“GroundPlaneWidth”gndWidth,.．.“间距”厚度,“EnableProbeFeed”,真正的);图;显示(ant);
网格分析单元结构。
我们手动网格控制网格大小生成的分析。
图;网格(蚂蚁,“MaxEdgeLength”, 0.1);
频率= 9.14 e9;图;阻抗(蚂蚁,频率* [0.8:0.01:1.1]);
实现周期边界并进行分析
为了考虑单元辐射器的周期性边界效应，将所设计的单元辐射器作为天线工具箱中无限阵列对象的单元，与所设计的辐射器一起构成无限阵列天线。在数值上，它利用了MOM算法中一个特殊的green函数。模拟了相邻单元散热器之间的耦合效应。
infArray = infiniteArray (“元素”,蚂蚁);图,显示(infArray);
图;当前(infArray、频率);
有限阵列分析
为了分析有限尺寸阵列的耦合效应，我们用设计的散热器构造了一个5 × 5单元的矩形阵列。
数组= rectangularArray (“元素”,蚂蚁);数组中。Size = [5 5];数组中。行空间= gndLength;数组中。列空间= gndWidth;图,显示(数组);
全阵列的模式和电流分析如下所示。
图;模式(数组、频率);
图;当前(数组、频率);
结论
从有限阵列中得到的电流和模式建模结果与[1]中报道的相似结果相吻合。
参考文献
M. E. Badawe, T. S. Almoneef, O. M. Ramahi，“一种真正的超表面天线”，自然杂志，6,19268,2016
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