Matlab天线工具箱深度探索（二）

摘要：

提到天线仿真设计，大部分人会想到HFSS、CST、FEKO这几种常用的电磁仿真软件。不过号称“除了生孩子之外就是万能”的MATLAB在2015版本就已推出了天线工具箱-Antenna Toolbox。经过几年的迭代优化，现在的工具箱已经可以实现设计、分析和可视化天线单元和天线阵列。

本文使用的软件为MATLAB 2019a版本，文中编写的程序在低版本环境下可能会与提供的仿真结果有一定偏差！

${\color{red}{01：简单介绍}}${\color{red}{01：简单介绍}}

Antenna Toolbox™ 提供了设计、分析天线单元和阵列并使其可视化的功能和应用程序。用户可以使用具有参数化几何 结构的预定义单元或任意平面单元设计独立的天线并建立天线阵列。

Antenna Toolbox 使用矩量法 (MoM) 计算端口属性（如阻抗）、表面属性（如电流和电荷分布）以及电场 属性（如近场和远场辐射方向图）。您可通过 2D 和 3D 的形式展示天线的几何结构 以及分析结果。
也可将天线和阵列集成到无线系统当中，并使用阻抗分析方法设计匹配网络。Antenna Toolbox 提供了用于仿真波束成形和波束控制算法 的辐射方向图。可从您的设计生成 Geber 文件，用于生产印刷电路板 (PCB) 天线。您可以在汽车或飞机等大型平台上安装天线，并分析结构对天线性能的影响。借助站点查看器，您可以使用各种传播模型在 3D 地形图 上可视化天线覆盖范围。
https://ww2.mathworks.cn/products/antenna.html

http://qr19.cn/Agetao (二维码自动识别)

${\color{red}{02：天线单元设计}}${\color{red}{02：天线单元设计}}

MATLAB的天线工具箱有函数库支持脚本式开发，亦有基于APPdesigner开发的傻瓜式天线建模仿真软件。这里先简单科普下脚本开发，当“调包侠”有多爽！

%偶极子天线单元设计
clear;clc;
%设置工作频率（Hz）
fre=2*1e9;
%创建天线单元种类：偶极子
subobject=design(dipole,fre);
%设置激励端口阻抗
subobject.Load.Impedance=100;
str1=[];str2=[];
for num=1:3
    %设置天线尺寸
    subobject.Length=0.058+0.02*(num-1);
    %S参数计算
    S_data=sparameters(subobject,0.5*fre:1e7:1.5*fre,201);
    subplot(1,2,1);h=rfplot(S_data);hold on;
    str1=[str1,strcat("偶极子长度(mm)：",num2str(subobject.Length*1000))];
    legend(str1);
    subplot(1,2,2);smith(S_data,1,1);hold on;
    legend(str1);
end
hold off;

*本文的图片部分来自天线原理相关教材，致谢Markdown Nice提供的公式排版服务

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