上一期介紹了在CST中如何計算天線的相位中心:天線相位中心(一)- 如何計算天線的相位中心。由於天線相位中心的準確性對衛星導航系統的高精度定位非常重要,因此這一期將介紹如何檢查計算的天線相位中心是否正確。
在實際情況中,絕大部分天線在整個波束空間不存在唯一的相位中心,只在方向圖主瓣某一範圍內相位保持相對恆定。如果輻射方向圖在主瓣一定範圍內(一般3dB波束寬度內即可)相位保持恆定,我們就可以判定該天線的相位中心是正確的。
沿用上一期的圓形貼片天線模擬工程,貼片天線採用同軸電纜供電,天線諧振頻率為2.4GHz。
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在Farfield Plot > Axes 中將Axes type設為Main lobe alignment(主瓣對齊),並將Coordinate system設為Ludwig 3座標系。設定完成後,可以看到方向圖的座標系已設定為x’ y’ z’,並且以垂直極化(Vertical)為主。再透過查看一維 E面遠場方向圖(y’oz ‘平面,對應Phi = 90°),確認3dB波束寬度為84°。
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由於輻射方向圖以垂直極化為主,所以應選擇垂直極化的相位(Vert. Phase)進行驗證。
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然後,再次開啟Farfield Plot對話框,在General選項卡中,將Plot type改為1D Cartesian。我們要驗證E面(y’oz ‘平面)的相位,所以在Vary / Angle step width 一欄選擇Theta,並將Phi設為90°;再勾選上Plot range for polar angles 360 degree和Plot range – 180..+180 degree這兩個選項。
切換到Origin選項卡,可以看到預設選項是Center of bounding box,也就是計算域的中心作為遠場方向圖(包括相位中心計算)參考的原點。點選OK,查看主瓣在3dB波束寬度範圍內相位是否恆定。
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E面3dB波束寬度為84°,也就是Theta觀察範圍為-42°~+42°,可以看到,當以計算域中心為參考原點時,主瓣在3dB波束寬度範圍內相位不是恆定的。
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我們需要將上一期計算得到的相位中心座標作為遠場原點,這樣設定才能得到正確的相位。所以切記,檢查天線相位中心是否正確之前,一定要將遠場原點設定為計算得到的相位中心座標!
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在Farfield Plot對話方塊中,切換到Origin標籤。將E面相位中心座標輸入下圖所示的位置,點選OK按鈕。
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可以看到,當以計算的相位中心座標作為遠場參考原點時,輻射方向圖主瓣上的相位恆定;因此也驗證了計算的相位中心是正確的。
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原文轉載來自: Danner Dan – 天线相位中心(二)—— 如何检查计算的天线相位中心是否正确?
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