4.3 Yaggiho anténaVývoj programuV této části si popíšeme, jak sestavit program pro analýzu Yagiho antény momentovou metodou. Pro řádné pochopení
následujících řádků je musíme znát princip analýzy drátových antén (čl. 4.1) a
musíme pochopit informace z vrstvy A této kapitoly.
Program se skládá ze souborů Yagi_Gui_Master.mat a
Yagi_Gui_Master.m, které vytvářejí formulář uživatelského rozhraní,
z Yagi_Antena_OK_Master.m, jenž je odezvou na stisk tlačítka OK v hlavním formuláři, z
Yagi_Antena_Apply_Master.m, který je odezvou na stisk Apply a z
Yagi_Antenna_Slave.m, jenž je zodpovědný za celý výpočet.
Nejdříve si vysvětleme význam symbolů, které vystupují ve zdrojovém kódu:
delta je délka segmentu,
alfa je polovina délky segmentu,
k je vlnové číslo,
M je počet prvků antény,
N je počet segmentů, na které je rozdělen reflektor,
epsilon je permitivita vzduchu,
omega je úhlový kmitočet napájecího napětí,
j je imaginární jednotka,
Z je impedanční matice,
Y je matice admitanční,
I je vektor proudu,
feed je číslo segmentu, na který je přivedeno napájení,
diff(1) je počet segmentů, o který zkracujeme rameno aktivního dipólu oproti ramenu reflektoru,
diff(2) je počet segmentů, o který zkracujeme rameno každého direktoru oproti ramenu reflektoru,
beta je úhel, pro který platí β = 360°- θ
(viz vrstva A – obrázek 4.3A.2) a
F je směrová funkce záření.
Nyní si blížeji popíšeme hlavní bloky našeho programu.
Nejprve numericky vypočteme hodnoty integrálů funkce [exp(-jkr)/(4πr)]
pro všechny možné vzdálenosti mezi segmenty na jednom prvku Yagiho antény i mezi segmenty na prvcích různých (viz
čl. 4.1, vrstva D).
V dalším kroku sestavíme z hodnot integrálů (vektor psi) impedanční matici.
Jednotlivé submatice [Zrr], [Zdd], [Z11], [Z22],
..., [Znn] se sestavují způsobem velmi podobným tomu, který je uveden v
čl. 4.1, vrstvě D.
Na základě známé impedanční matice můžeme vypočíst matici admitanční
Y = inv( Z);
proudovou distribuci na jednotlivých prvcích antény
for m=1:(N-2*diff(1))
I(m)=Y(m+N,feed); n(m)=m;
end
for m=1:N
I(m)=Y(m,feed); n(m)=m;
end
for o=3:M
for m=1:(N-2*diff(2))
Id(m)=Y(2*N-2*diff(1)+m+(o-3)*(N-2*diff(2)),feed); u(m)=m;
end
end
vstupní impedanci antény
1/Y(feed,feed)
a směrovou charakteristiku.
Všechny výše uvedené parametry antény je možné počítat pro libovolnou vlnovou délku napájecího napětí, pro libovolnou
délku reflektoru, pro libovolné vzdálenosti reflektor-aktivní dipól, aktivní dipól-direktor a direktor-direktor
(individuální nastavování vzdáleností mezi jednotlivými direktory je popsáno ve vrstvě C),
pro libovolný poloměr prvků antény, pro libovolný počet prvků antény a libovolný počet segmentů, na které je každý prvek rozdělen.
Délka ramene aktivního dipólu je o diff(1) segmentů kratší než délka ramene reflektoru a délka ramene
každého direktoru je o diff(2) segmentů kratší než délka ramene reflektoru. Velikost napájecího napětí
je normalizována. Poloměr prvků antény je třeba volit s ohledem na omezující podmínky, s kterými byl tento numerický model vytvořen
(viz vrstva A). Další podrobnosti (vysvětlující komentáře, význam jednotlivých symbolů atd.)
je možné nalézt ve zdrojovém kódu programu.
|