螺旋天线设计

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本例研究文献[2]中设计的螺旋天线的方向性。螺旋天线于1947年问世[1]。从那时起，它们已被广泛应用于某些应用，如移动和卫星通信。螺旋天线通常用于轴向工作模式，当螺旋线的周长与工作波长相当时，会出现这种模式。在这种模式下，螺旋天线沿其轴线具有最大的方向性，并发射圆极化波。

螺旋设计规范

螺旋天线设计规范如下（[2]）：

频率范围：1.3-2 GHz
增益：13 dBi+/-1.5 dBi
轴比：<1.5

模型假设和差异

与参考文献[2]相比，工具箱中提供的螺旋天线模型使用了以下简化假设：

导体-原始引用使用半径为r的圆柱体，而工具箱使用宽度为w的条带。
地平面形状-原始参考中使用方形地平面，而当前工具箱模型使用圆形。
馈送宽度-在[2]中馈送的宽度是r/10，而工具箱模型使用w。
设计验证度量-参考文献[2]使用增益来比较模拟和测量结果，而在工具箱中，我们将使用方向性，因为模拟天线的损耗非常小。

螺旋设计参数

工具箱中的螺旋线模型使用条带近似法，将条带宽度与等效圆柱的半径联系起来[3]。此外，工具箱中的螺旋模型具有圆形地平面。选择地平面的半径为正方形地平面边长的一半。

r=0.3e-3；宽度=气缸行程（r）；进料高度=3*r；D=56e-3；半径=D/2；匝数=17.5；节距=11.2；间距=螺旋螺距2间距（螺距、半径）；边=600e-3；半径GP=边/2；

工作频率和带宽

中心频率选择为1.65ghz。选择45%的相对带宽，这提供了足够的灵活性，因为工作频率限制导致相对带宽为42.5%。相对带宽计算如下：，

$B W_{R E L A. T 我 v E} = (F_{U P P E R} - F_{L o W E R}) / F_{C}$

fc=1.65e9；相对Bw=0.45；BW=相对BW*fc；

创建螺旋天线

使用前面计算的相应特性创建螺旋天线，并查看结构。

hx=螺旋线('半径'，半径，'宽度'，宽度，'转弯'，转弯，...'间距'，间距，'地面平面半径'，半径GP，...'喂入高度'，进给高度）；数字；显示（hx）；

图中包含一个轴。标题为螺旋天线单元的轴包含4个类型为面片、曲面的对象。这些对象表示PEC，feed。

模式行为

绘制螺旋天线在中心频率1.65ghz处的方向性辐射图。该模式确定了螺旋天线的轴向工作模式。

数字；模式（hx，fc）；

图中包含一个轴和uicontrol类型的其他对象。轴包含4个类型为面片、曲面的对象。

要计算作为频率函数的远光方向性变化，请根据[2]选择一个频率范围。

Nf1=15；Nf2=20；fmin=1.2e9；fmax=2.1e9；fstep=0.1e9；fband1=linspace（fmin，1.3e9，Nf1）；fband2=linspace（fmin，fmax，Nf2）；freq=唯一（[fband1，fband2]）；Nf=长度（频率）；D=nan（1，Nf）；f_eng=频率/1e9；f\ U街=“G”; 图1=数字；对于i=1：长度（freq）D（i）=图案（hx，freq（i），0,90）；图（图1）曲线图（f_eng，D，'x-')网格在轴（[f_eng（1）f_eng（end）9 16]）xlabel(['频率（'f\ U街'赫兹'])伊莱贝尔('方向性（dBi）')职务('峰值方向性变化与频率')现在抽结束