cavity

正方形または矩形のキャビティ型バッキング構造付きアンテナを作成する

説明

既定の cavity オブジェクトは、約 850 MHz で共振する正方形のキャビティ型バッキング構造付きアンテナを作成します。既定では、このアンテナの励振器としてダイポール素子が使用されます。給電点は、この励振器上に配置されます。

作成

構文

c = cavity

c = cavity(PropertyName=Value)

説明

c = cavity は、既定のプロパティ値をもつ正方形のキャビティ型バッキング構造付きアンテナを作成します。既定の寸法は、約 850 MHz の動作周波数に合わせて選択されています。

c = cavity(PropertyName=Value) は、名前と値の引数を 1 つ以上使用してプロパティを設定します。PropertyName はプロパティ名、Value は対応する値です。PropertyName1=Value1,...,PropertyNameN=ValueN のように、複数の名前と値の引数を任意の順番で指定できます。指定されなければ、プロパティは既定値を保持します。

たとえば、c = cavity(Height=0.1) は、キャビティ高さが 0.1 m の正方形キャビティ型バッキング構造付きアンテナを作成し、他のプロパティには既定値を設定します。

プロパティ

Length — x 軸方向の矩形キャビティの長さ

0.2 (既定値) | 正のスカラー

x 軸方向の矩形キャビティの長さ。メートル単位の正のスカラーとして指定します。

例: 30e-2

データ型: double

Width — y 軸方向の矩形キャビティの幅

0.2 (既定値) | 正のスカラー

y 軸方向の矩形キャビティの幅。メートル単位の正のスカラーとして指定します。

例: 25e-2

データ型: double

Height — z 軸方向の矩形キャビティの高さ

0.075 (既定値) | 正のスカラー

z 軸方向の矩形キャビティの高さ。メートル単位の正のスカラーとして指定します。

例: 10e-2

データ型: double

Exciter — 励振アンテナまたは励振アレイのタイプ

dipole オブジェクト (既定値) | アンテナ オブジェクト | アレイ オブジェクト | 空の配列

励振器アンテナまたはアレイのタイプ。単一素子のアンテナ オブジェクト、アレイ オブジェクト、または空の配列として指定します。反射体およびキャビティ アンテナの素子を除き、アンテナ カタログの任意のアンテナ オブジェクト、またはアレイ カタログのアレイ オブジェクトを励振器として使用できます。励振器をもたないキャビティのバッキング構造を作成するには、このプロパティを空の配列として指定します。

例: Exciter=horn

例: Exciter=linearArray(Element=patchMicrostrip)

例: Exciter=[];

Spacing — 励振器とキャビティ底面の間の距離

0.075 (既定値) | 正のスカラー

励振器とキャビティ底面の間の距離。メートル単位の正のスカラーとして指定します。

例: 10e-2

データ型: double

Substrate — 誘電材料のタイプ

dielectric("Air") (既定値) | dielectric オブジェクト

基板として使用する誘電材料のタイプ。dielectric オブジェクトとして指定します。DielectricCatalog から誘電材料を選択することも、任意の誘電材料を指定することもできます。また、複数の誘電体層を指定することもできます。複数の誘電体層を作成する場合は、各層の名前、厚さ、損失正接、比誘電率を指定します。基板の寸法はグランド プレーンの寸法と等しくなければなりません。誘電体基板のメッシングの詳細については、Meshingを参照してください。

例: dielectric("FR4")

例: dielectric(Name={"FR4","Teflon"},Thickness=[0.5 0.5],LossTangent=[0.002 0.002],EpsilonR=[4.8 2.1])

Conductor — 金属のタイプ

metal("PEC") (既定値) | metal オブジェクト

導体として使用する金属のタイプ。metal オブジェクトとして指定します。MetalCatalog から金属を選択することも、任意の金属を指定することもできます。金属導体のメッシングの詳細については、Meshingを参照してください。

例: metal("Copper")

Load — 集中定数素子

[1x1 lumpedElement] (既定値) | lumpedElement オブジェクト

アンテナ給電点に追加する集中定数素子。lumpedElement オブジェクトとして指定します。アンテナ表面上の任意の位置に負荷を追加できます。既定では、負荷は給電点に配置されます。

例: lumpedElement(Impedance=75)

EnableProbeFeed — バッキング構造から励振器へのプローブ給電を作成するオプション

0 (既定値) | 1

バッキング構造から励振器へのプローブ給電を作成するオプション。数値 0 または 1 として指定します。プローブ給電を無効にするには 0 を、有効にするには 1 を指定します。既定では、プローブ給電は無効になっています。

例: EnableProbeFeed=1

データ型: double

Tilt — アンテナの傾斜角

0 (既定値) | スカラー | ベクトル

アンテナの傾斜角 (度単位)。スカラーまたはベクトルとして指定します。詳細については、アンテナとアレイの回転を参照してください。

例: 90

例: Tilt=[90 90]、TiltAxis=[0 1 0;0 1 1] は、ベクトルで定義された 2 つの軸を中心にアンテナを 90 度傾けます。

データ型: double

TiltAxis — アンテナの傾斜軸

[1 0 0] (既定値) | 3 要素ベクトル | 2 行 3 列の行列 | "X" | "Y" | "Z"

アンテナの傾斜軸。次のいずれかの値として指定します。

• メートル単位の直交座標から成る 3 要素ベクトル。この場合、ベクトルの各座標は、原点を始点とし、x 軸、y 軸、z 軸上の指定された点に沿って配置されます。

• 空間内の 2 つの点。直交座標から成る 2 つの 3 要素ベクトルに対応する 2 行 3 列の行列として指定します。この場合、アンテナは 2 つの点を結ぶ線を中心に回転します。

• "x"、"y"、または "z"。それぞれ x 軸、y 軸、または z 軸を軸とした回転を表します。

詳細については、アンテナとアレイの回転を参照してください。

例: [0 1 0]

例: [0 0 0;0 1 0]

例: "Z"

データ型: double | string

オブジェクト関数

axialRatio	アンテナまたはアレイの軸比を計算してプロットする
bandwidth	Calculate and plot absolute bandwidth of antenna or array
beamwidth	Beamwidth of antenna
charge	Charge distribution on antenna or array surface
current	Current distribution on antenna or array surface
design	Create antenna, array, or AI-based antenna resonating at specified frequency
efficiency	Calculate and plot radiation efficiency of antenna or array
EHfields	Electric and magnetic fields of antennas or embedded electric and magnetic fields of antenna element in arrays
feedCurrent	Calculate current at feed for antenna or array
impedance	アンテナの入力インピーダンスまたはアレイの走査インピーダンスを計算してプロットする
info	Display information about antenna, array, or platform
memoryEstimate	Estimate memory required to solve antenna or array mesh
mesh	Generate and view mesh for antennas, arrays, and custom shapes
meshconfig	Change meshing mode of antenna, array, custom antenna, custom array, or custom geometry
msiwrite	Write antenna or array analysis data to MSI planet file
optimize	Optimize antenna and array catalog elements using SADEA or TR-SADEA algorithm
pattern	アンテナ、アレイ、またはアレイの組み込み素子の放射パターンをプロットする
patternAzimuth	アンテナまたはアレイの方位面放射パターン
patternElevation	Elevation plane radiation pattern of antenna or array
peakRadiation	Calculate and mark maximum radiation points of antenna or array on radiation pattern
rcs	Calculate and plot monostatic and bistatic radar cross section (RCS) of platform, antenna, or array
resonantFrequency	Calculate and plot resonant frequency of antenna
returnLoss	Calculate and plot return loss of antenna or scan return loss of array
show	Display antenna, array structures, shapes, or platform
sparameters	Calculate S-parameters for antenna or array
stlwrite	メッシュ情報を STL ファイルに書き込む
vswr	Calculate and plot voltage standing wave ratio (VSWR) of antenna or array element

例

キャビティ型バッキング構造付きアンテナの作成と表示

長さ 30 cm、幅 25 cm、高さ 7.5 cm で、ボウタイから 7.5 cm 離して配置した、1 GHz で動作するキャビティ型バッキング構造付きダイポール アンテナを作成して表示します。

c = cavity(Length=30e-2,Width=25e-2,Height=7.5e-2,Spacing=7.5e-2);
show(c)

キャビティ型バッキング構造付きアンテナの放射パターン

誘電体基板 'FR4' を使用してキャビティ型バッキング構造付きアンテナを作成します。

d = dielectric('FR4');
c = cavity(Length=30e-2,Width=25e-2,Height=20.5e-3,Spacing=7.5e-3,...
    Substrate=d)

c = 
  cavity with properties:

            Exciter: [1×1 dipole]
          Substrate: [1×1 dielectric]
             Length: 0.3000
              Width: 0.2500
             Height: 0.0205
            Spacing: 0.0075
    EnableProbeFeed: 0
          Conductor: [1×1 metal]
               Tilt: 0
           TiltAxis: [1 0 0]
               Load: [1×1 lumpedElement]

show(c)

1 GHz の周波数におけるアンテナの放射パターンをプロットします。

figure
pattern(c,1e9)

キャビティ型バッキング構造をもつ方形アレイの作成

E 形パッチ アンテナの方形アレイを作成します。

rectArr = rectangularArray(Element=patchMicrostripEnotch,RowSpacing=0.03,ColumnSpacing=0.03);

方形アレイを励振器とするキャビティ型バッキング構造付きアンテナを作成します。

ant = cavity(Exciter=rectArr)

ant = 
  cavity with properties:

            Exciter: [1×1 rectangularArray]
          Substrate: [1×1 dielectric]
             Length: 0.2000
              Width: 0.2000
             Height: 0.0750
            Spacing: 0.0750
    EnableProbeFeed: 0
          Conductor: [1×1 metal]
               Tilt: 0
           TiltAxis: [1 0 0]
               Load: [1×1 lumpedElement]

show(ant)

キャビティ型バッキング構造をもつフラクタル カーペット アンテナの作成

キャビティ型バッキング構造をもつフラクタル カーペット アンテナを作成して可視化します。

e = fractalCarpet(Substrate=dielectric('FR4'));
ant = cavity(Exciter=e)

ant = 
  cavity with properties:

            Exciter: [1×1 fractalCarpet]
          Substrate: [1×1 dielectric]
             Length: 0.2000
              Width: 0.2000
             Height: 0.0750
            Spacing: 0.0750
    EnableProbeFeed: 0
          Conductor: [1×1 metal]
               Tilt: 0
           TiltAxis: [1 0 0]
               Load: [1×1 lumpedElement]

show(ant)

平面波励振を使用したキャビティ構造の解析

この例では、planeWaveExcitationを使用し、励振素子をもたないキャビティ形状のバッキング構造を作成して解析する方法を示します。

キャビティ アンテナの作成

design 関数とアンテナ カタログの cavity 要素を使用して、1 GHz で動作するキャビティ アンテナを作成します。アンテナを表示します。

f = 1e9;
ant = design(cavity,f);
figure
show(ant)

バッキング構造の派生

'Exciter' プロパティを空の配列として指定し、キャビティ アンテナからバッキング構造を派生させます。

ant.Exciter = []

ant = 
  cavity with properties:

            Exciter: []
          Substrate: [1×1 dielectric]
             Length: 0.1690
              Width: 0.1690
             Height: 0.0634
            Spacing: 0.0634
    EnableProbeFeed: 0
          Conductor: [1×1 metal]
               Tilt: 0
           TiltAxis: [1 0 0]
               Load: [1×1 lumpedElement]

バッキング構造を表示します。

figure
show(ant)

バッキング構造のメッシュ化

最大エッジ長 10 mm でキャビティ構造をメッシュ化します。

figure
mesh(ant,MaxEdgeLength=10e-3)

指向性パターンのプロット

平面波励振環境における受信素子としてキャビティ型バッキング構造を使用し、1 GHz における指向性をプロットします。

pw = planeWaveExcitation(Element=ant);
figure
pattern(pw,f)

参照

[1] Balanis, Constantine A. Antenna Theory: Analysis and Design. Fourth edition. Hoboken, New Jersey: Wiley, 2016.

バージョン履歴

R2015a で導入

参考

オブジェクト

• cavityCircular | spiralArchimedean | spiralEquiangular | reflector | MeshReader | planeWaveExcitation

トピック

• Double-Slot Cavity Patch on TMM10 Substrate
• アンテナとアレイの回転
• Port Analysis
• Surface Analysis
• Field Analysis
• Far-field Terminologies
• Meshing
• Electrical Length of Antenna