创建单极石

使用左右1 GHz的谐振频率创建四分之一波长单极天线。出于这个例子的目的，我们选择一个方形地面平面 $$0.。7.5.\mathrm{\lambda .}$$。

fres = 1e9;speedoflight = physconst（'LightSpeed'）;lambda = speedoflight / fres;l = 0.25 * lambda;dp =单极（'高度'，l，'宽度'，l / 50，......'-RoundPlaneLength'，0.75 * lambda，......'groundplanewidth'，0.75 * lambda）;

计算单极阻抗

指定源（发电机）阻抗，参考（传输线）阻抗和负载（天线）阻抗。在此示例中，负载ZL0.将是500 MHz频率的非共振（小）单极，这是谐振频率的一半。源具有50欧姆的等效阻抗。

f0 = fres / 2;zs = 50;z0 = 50;ZL0 =阻抗（DP，F0）;RL0 = Real（ZL0）;xl0 = imag（zl0）;

定义分析的频率点数，并设置大约500 MHz的频带。

npts = 30;fspan = 0.1;fmin = f0 *（1  - （fspan / 2））;fmax = f0 *（1 +（fspan / 2））;freq =唯一（[f0 linspace（fmin，fmax，npts）]）;w = 2 * pi * freq;

了解使用反射系数和功率增益的负载行为

计算源和天线之间的负载反射系数和功率增益。

s =斯波坦计（DP，FREQ）;伽马= rfparam（s，1,1）;gt = 10 * log10（1  -  abs（伽马）。^ 2）;

在史密斯图上绘制输入反射系数显示该天线围绕500MHz的工作频率的电容性能。史密斯图的中心表示参考阻抗的匹配条件。反射系数迹线的位置 $$-j5.。0.\mathrm{\omega .}$$确认存在严重阻抗不匹配。

图1 =数字;hsm = smithplot（fig1，freq，gammal，'行宽'，2.0，'颜色'那'M'）;hsm.legendlabels = {'#gamma l'};

图2 =数字;绘图（FREQ * 1E-6，GT，'M'那'行宽'，2）;网格在Xlabel（'频率[MHz]'）ylabel（'幅度（db）'） 标题（'提供加载的力量'）

随着功率增益图所示，工作频率（500 MHz）周围有大约20dB的功率损耗。

设计匹配网络

匹配网络必须确保500 MHz的最大功率传输。L-Section Double Tuning网络实现了这一目标[1]。如下图所示的网络拓扑由与天线串联的电感器组成，该电感器在500 MHz处取消大电容，并进一步提高输出电阻以匹配50的源阻抗的分流电感 $$\mathrm{\omega .}$$。

Omega0 = 2 * pi * f0;L2 =（1 / OMEGA0）* SQRT（（zs * rl0）/（1-（rl0 / zs）））;L1 =（-XL0 / OMEGA0） - （L2 / 2） -  SQRT（（L2 ^ 2/4） - （（（（（（（rl0）^ 2）/ omega0 ^ 2））;

创建匹配网络并计算S参数

匹配的网络电路通过RF工具箱创建，它包括两个电感器，其值已经上面计算出。该网络的S参数通过以工作频率为中心的频带计算。

Ind1 =电感器（L1，'l1'）;IND2 =电感器（L2，'l2'）;matchingnw =电路（'double_tuning'）;添加（matchingnw，[0 1]，Ind2）;添加（matchingnw，[1 2]，Ind1）;setports（matchingnw，[1 0]，[2 0]）;Smatchnw =斯波坦计（匹配，弗里克）;

匹配网络的电路元件表示如下所示。

DISP（匹配）

电路：电路元素元素：{'l2'l1'}元素：[1x2电感]节点：[0 1 2]名称：'double_tuning'numports：2终端：{'p1 +'p2 +''p1-'p2- '}

反射系数和功率增益与匹配网络

用匹配网络计算天线负载的输入反射系数/功率增益。

ZL =阻抗（DP，FREQ）;Gammain = Gammain（Smatchnw，ZL）;gtmatch = PowerGain（Smatchnw，zs，zl，'gt'）;gtmatch = 10 * log10（gtmatch）;

比较结果

将输入反射系数和电力绘制到天线，随着匹配的网络。史密斯图绘图显示了通过其中心的反射系数轨迹，从而确认匹配。在500 MHz的操作频率下，发电机将最大功率传送到天线。匹配在工作频率的任一侧下降。

添加（HSM，FREQ，GAMMAIN）;hsm.Legendlabels（2）= {'#gamma'};

图（图）保持在绘图（FREQ * 1E-6，GTMATCH，'行宽'，2）;轴（[min（freq）* 1e-6，max（freq）* 1e-6，-25,0]）传奇（'没有匹配网络'那'双调'那'地点'那'最好'）;

参考

[1] M. M. Weiner，Monopole天线，Marcel Dekker，Inc。，CRC Press，Rev. Exp Edition，New York，PP.110-118，2003。