主要内容

天线设计

设计、可视化和分析天线

描述

天线设计应用程序让您设计,可视化,并分析天线工具箱库交互式天线。

使用这个应用程序,你可以:

  • 请根据天线的一般特性或性能选择天线。

  • 从衬垫结构图库中选择衬垫结构。

  • 基于频率和频率范围可视化天线。

  • 基于辐射方向图、极化和带宽分析天线。

  • 将选定和设计的天线作为变量导出到MATLAB中®工作区,作为脚本或变量。导出的MATLAB脚本有两个部分:天线性能天线的分析

  • 保存并加载一个现有的天线。mat文件到应用程序,并分析天线。

  • 利用SADEA或代理优化方法对给定约束条件下的各种分析结果进行优化。

    请注意

    • 使用并行计算SADEA,你需要并行计算工具箱™。

    要使用代理优化算法,您需要全局优化工具箱

打开天线设计器应用

  • MATLAB工具条:在应用程序选项卡,在信号处理与通信,单击应用程序图标。

  • MATLAB命令提示符:输入antennaDesigner

例子

全部展开

天线设计打开空白画布。

天线设计器应用程序新画布显示在工具栏上的各种选项。

  1. 选择并可视化天线

    • 点击

      在画布工具条中选择要分析的天线。

    • 默认天线是偶极天线。

    • 您可以根据辐射模式,极化,带宽

    • 使用工具条你也可以添加支持,或反射器倒向天线。

    • 也可以指定设计频率的天线。设置此值可使天线在指定的频率上产生共振。你也可以使用调谐天线天线性能在分析选项卡。

    • 使用重置,以返回默认设置。

    • 使用接受,分析天线特性。

    • 使用取消,重新开始。

  2. 天线画廊

    • 你可以选择你的天线天线画廊

      天线设计师应用程序画布显示不同类型的天线在下拉列表。这个画布也显示了作为默认天线的偶极子。

    • 当您基于辐射模式,极化,或带宽时,天线廊将不属于所选滤波器的天线变灰。

  3. 回结构画廊

    • 您可以选择您的天线背衬结构从支持结构画廊

      天线设计师应用程序画布显示不同类型的天线在下拉列表。这个画布也显示了作为默认天线的偶极子。

  4. 分析天线

    天线设计器画布,显示画布左侧的天线属性窗格,画布右侧的天线,以及画布顶部的工具栏中的分析工具。

    • 你可以画出阻抗S参数的天线频率范围在赫兹。

    • 你可以想象当前的天线上的分布按规定频率在赫兹。

    • 你可以想象三维模式阿兹模式埃尔模式基于指定频率的天线的。在这里阿兹为方位角和埃尔代表高程。

    • 使用出口查看您的天线在MATLAB工作空间或MATLAB脚本。

    • 手动改变天线属性使用天线性能选项卡。在这个选项卡中,您可以改变天线的几何属性,为天线添加介质衬底和金属导体参数,并改变负载的值和位置。

  5. 优化天线

    • 点击优化打开天线设计器应用程序的优化器画布。

      天线设计器画布,显示画布左侧的天线属性窗格,画布右侧的天线,以及画布顶部的工具栏中的分析工具。

      使用目标函数选择优化天线的主要目标。

    • 使用设计变量然后,优化器根据上下边界对变量进行更改。

    • 使用约束函数来限制天线上所需的分析函数值。

    • 使用优化器之间做出选择SADEA代理选择

      请注意

      • 使用并行计算SADEA优化器,您需要并行计算工具箱。

      要使用代理优化算法,您需要全局优化工具箱

    • 添加所需值后,单击运行启动优化。

使用天线设计应用程序来绘制腔背偶极子天线的辐射模式。

打开应用程序并单击显示默认的偶极子天线。

支持结构画廊,点击矩形腔来创造一个腔背的偶极子天线。

点击接受。

标量频率分析,点击三维模式计算腔背偶极子的辐射模式。默认频率为75mhz。点击瓷砖来查看天线和辐射图。

使用天线设计应用程序绘制贴片微带天线的辐射模式与介电基板。

打开应用程序并单击.在天线画廊节,在补丁的家庭,点击微带。点击接受

天线性能表2,修改接地平面长度和宽度为0.120 m。点击应用看看这些变化。

添加一个FR4作为贴片微带天线衬底的电介质。要加入电介质,请打开底物部分和选择所需的电介质介质目录下拉.年代等底物的名字FR4,EpsilonR至4.8000,损耗角正切到0.0260。也添加黄金作为贴片微带天线导体的金属。要加入金属,打开导体截面和选择所需的金属金属目录下拉您还可以通过设置字段使用自定义电介质或金属材料:的名字EpsilonR损耗角正切导电率厚度.点击应用去看天线。

点击三维模式绘制天线在默认频率1.67 GHz下的辐射方向图。

使用天线设计器应用程序创建和导出一个迪斯科天线。

在Matlab工作空间中,您将看到导出的天线。这是一个。mat文件的形式。

在Matlab命令行中将天线的参数更改为下面给定的值,并将.mat文件再次保存到一个已知的文件夹。

Rd = 55 e - 3;圆盘半径%Rc1 = 72.1 e - 3;圆锥的宽半径Rc2 = 1.875 e - 3;圆锥半径窄Hc = 160 e - 3;%圆锥垂直高度弗兰克-威廉姆斯= 1 e - 3;%饲料宽度S = 1.75 e - 3;%圆锥和圆盘之间的间距

使用开放天线设计器应用程序打开迪斯科天线更新的。mat文件。

该应用程序将覆盖之前的迪斯科天线设计,并打开更新的迪斯科天线。

计算天线在指定频率范围内的s参数。

绘制天线在指定频率下的辐射方向图。

尽量减小偶极子天线的占用面积,使天线增益大于4dbi。

打开天线设计器应用程序,接受默认的偶极子天线。

分析天线的方向图。注意,图中指向性的最大值是2.17 dBi。

优化偶极天线

点击优化打开优化器天线设计器应用程序的画布。

目标函数下拉选择,减少区域.在中输入天线的长度和宽度的界限设计变量选项卡。点击适用。

中输入约束条件约束选项卡。点击应用

将迭代次数设置为50。点击运行

首先,优化器构建模型。

然后根据目标函数和约束条件进行优化。

点击接受

再次分析天线的3D模式。可以看到方向性的最大值现在是4.54 dBi。

尽量减小偶极子天线的占用面积,使天线增益大于4dbi。

打开天线设计器应用程序,接受默认的偶极子天线。

分析天线的方向图。注意,图中指向性的最大值是2.17 dBi。

优化偶极天线

点击优化打开优化器天线设计器应用程序的画布。

目标函数下拉选择,减少区域.在中输入天线的长度和宽度的界限设计变量选项卡。点击适用。

中输入约束条件约束选项卡。点击应用

改变优化器SADEA代理选择.数字迭代总是200和并行计算是灰色的。

点击运行

根据目标函数和约束条件进行优化。

点击接受

再次分析天线的3D模式。可以看到方向性的最大值现在是4.53 dBi。

相关的例子

编程使用

全部展开

antennaDesigner打开天线设计应用程序,使您能够设计,分析和优化天线工具箱库中呈现的天线。

另请参阅

介绍了R2017a