这个例子说明了无限地平面天线和阵列的建模。将地平面建模为无限的主要优点是地平面没有网格化。这有助于加快解决方案。采用图像法对结构进行建模。天线工具箱™中的几个天线元件都有一个地平面作为结构的一部分。对于其他元素,可以通过将它们放置在反射器前面来引入地平面。
默认反射器在地平面上有一个偶极子,工作在1GHz左右。
R =反射器;显示(r);
观察辐射图,我们看到地下有一些泄漏。这是因为地平面的大小。
模式(1 r, e9);
为了防止泄漏,接地平面必须做大一些。然而,通过增加地平面的大小,网格的大小增加。网格尺寸的增加增加了模拟时间。下面是为上面的结构创建的网格。
网格(r);
增加地面平面的大小将在地面上放置更多的三角形,这将导致更多的模拟时间。
防止地平面以下泄漏的一个简单方法是使地平面无限大。这可以通过将GroundPlaneLength或GroundPlaneWidth或两者都设为无穷大来实现。在这种情况下,地平面被蓝色的薄片取代,表明地平面不是由金属制成的。
r.GroundPlaneLength =正;显示(r);
图样图显示地下无渗漏。这个结果可以作为获得天线总体概念的第一步。为了寻找边缘效应,可以在末端用一个大的有限地平面代替无限地平面。另一个有趣的因素是最大指向性值的增加。由于没有后瓣,所有能量都在地平面以上辐射,最大指向性从7.38 dbi增加到7.5dBi。
模式(1 r, e9);
如前所述,无限地平面没有网格化。此结构的网格仅显示偶极子单元的网格。
网格(r);
无限地平面反射器的阻抗与有限地平面反射器的阻抗相似。共振值从有限地的880MHz略微转移到无限地的890MHz。
阻抗(r, 850 e6:2e6:950e6);
无限地的概念对于数组来说变得更加重要。随着元素数量的增加,地平面的尺寸急剧增加,因为元素之间的地面空间也需要进行网格划分。所以为数组选择无限地平面是很常见的。阵列中的无限地平面也称为地屏。
p = patchMicrostrip(“GroundPlaneWidth”、正);arr =矩形数组(“元素”, p);加勒比海盗。RowSpacing = 0.075;加勒比海盗。ColumnSpacing = 0.1;显示(arr);
上图是无限地平面上的四元矩形贴片阵列。单个补丁的共振频率约为1.75 GHz。下面是完整数组的模式。
1.75 e9模式(arr);
这张图再次表明,地下没有辐射。用于求解数组的网格如图所示。如前所述,地面没有网格化,因此系统的整体大小减少了,从而加快了计算时间。
网格(arr);
C. A.巴拉尼斯,天线理论。分析与设计,威利,纽约,第三版,2005年。