天线和阵列中的无限地平面建模
该示例说明了具有无限接地平面的天线和阵列的建模。将接地平面建模为无限的主要优点是接地平面未啮合。这有助于加快解决方案。使用图像方法建模结构。天线工具箱™中的几个天线元件具有作为结构的一部分的地面平面。对于其他元件,可以通过将它们放置在反射器的前面来引入地平面。
偶极于有限地面平面
默认反射器在接地平面上有一个偶极机,在1GHz上运行。
r =反射器;展示(r);
看着辐射模式,我们看到地面下面有一些泄漏。这是因为地面平面的尺寸。
图案(R,1E9);
为了防止泄漏,必须使接地平面更大。然而,通过增加地面平面的尺寸,网格的大小增加。网格尺寸的增加会增加模拟时间。以下是为上述结构创建的网格。
网格(r);
增加地面平面尺寸将在地面上放置更多的三角形,这将导致更多的模拟时间。
偶极于无限的地面平面
防止地面平面下方泄漏的简单方法是使接地平面无限制。这可以通过使地面长度或地面宽度或两者都是无限的。在这种情况下,接地平面被指示接地平面不是由金属制成的蓝片材代替。
R.groundPlaneLength = Inf;展示(r);
图案图显示了地面下面没有泄漏。该结果可以用作第一传递以获得天线的一般思想。无限的接地平面可以在最后一个大的有限平面取代,以寻找边缘效果。另一个有趣的因素是最大方向性值的增加。由于没有背叶,所有能量都在接地平面上方辐射,从7.38增加到7.5dbi的最大方向性。
图案(R,1E9);
如前所述,无限的接地平面未被啮合。该结构的网格仅显示了偶极元素的网格。
网格(r);
反射器具有无限接地平面的阻抗看起来类似于有限平面的抗线。谐振值略微从880MHz移位,为无限壳体的有限接地为890MHz。
阻抗(R,850E6:2E6:950E6);
贴片天线阵列在无限地上
无限场的概念对数组变得更加重要。随着元件的数量增加,接地平面的尺寸随着元件之间的地面上的空间也需要被啮合地增加。所以为阵列选择无限的地面平面相当普遍。阵列中的无限接地平面也被称为地面屏幕。
p = patchmicroStrip('groundplanewidth',INF);arr = entrangularArray('元素',p);arr.rowspacing = 0.075;arr.columnspacing = 0.1;展示(arr);
以上是无限接地平面上的四个元素矩形贴片阵列。各个贴片共振约为1.75 GHz。以下是完整阵列的模式。
模式(ARR,1.75E9);
剧情再次表明,地面没有辐射。示出了用于解决阵列的网格显示。如前所述,地面未包围地,因此系统的整体尺寸减小,导致更快的计算时间。
网格(arr);
参考
[1] C. A. Balanis,天线理论。分析与设计,Wiley,纽约,第3版,2005年。