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% FOLDED_DIPOLE.m
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% Este es un programa basado en MATLAB escrito para ayudar en el diseño de antenas dipolo plegadas.
%
% El dipolo plegado se utiliza en aplicaciones en las que la característica
de impedancia%, Zc, de la línea de transmisión de entrada es mayor que 50 o 75
% ohms. En estas situaciones, el dipolo de un solo elemento no proporcionaría un
% de buenas características de coincidencia con la línea de transmisión. Para
proporcionar mejores características de coincidencia
, se utiliza un alambre doblado, que forma un lazo rectangular muy delgado (s << lambda). Para generalizar el diseño, el
Los% de los radios de los dos cables del dipolo plegado no son necesariamente iguales.
% El radio del dipolo está representado por ay el del
elemento% de alambre de alimentación es a '. El dipolo plegado sirve como
transformador elevador de% de impedancia . Esto es muy útil cuando se usa junto con
líneas de transmisión balanceadas de alto % de impedancia, como líneas de% de transmisión de “dos conductores”
. Dos condensadores, C, de igual valor se colocan en serie en el
punto de% de alimentación del dipolo para permitir que el circuito resuene y mantener el
% de línea equilibrado. En el caso de que la impedancia de entrada total sea capacitiva, un
inductor único%, Lin, se coloca en paralelo en el punto de alimentación del
dipolo% para permitir que el circuito resuene y mantener la línea equilibrada.
%%
Para analizar esta antena, el usuario debe ingresar las siguientes cantidades:
% 1. Radio del dipolo, a, (en longitudes de onda)
% 2. Radio del dipolo del alambre de alimentación, a ', (en longitudes de onda)
% 3. Centro a centro separación de cables, s, (en longitudes de onda)
% Si la impedancia se calcula para dipolo de longitud conocida
% 4. Longitud del dipolo, L, (en longitudes de onda)
% Si se especifica la impedancia de la antena
% 5. La resistencia de entrada de la antena, Rd, (en ohmios )
% 6. Reactancia de entrada de la antena, Xd, (en ohmios)
% 7. Frecuencia de resonancia, f, (en MHz)
% 8. La impedancia característica real de la línea que alimenta la antena, Zc, (en ohmios)
%
% El programa calcula las siguientes cantidades:
% 1. Factor de división de corriente del cable, alfa
% 2. Radio efectivo, ae, (en longitudes de onda)
% 3. Impedancia de entrada del dipolo de un solo elemento, Zd, (en ohmios)
% 4. Impedancia característica para el modo de línea de transmisión, Zo,
% (en ohmios)
% 5. Impedancia del modo de línea de transmisión, Zt, (en ohmios)
% 6. Resistencia de entrada total, Rin, (en ohmios)
% 7. Reactancia de entrada total, Xin, (en ohmios)
% Si el la reactancia de entrada total es inductiva
% 8. Capacitancia de entrada total, Cin, para resonar el dipolo
% (en faradios)
% 9. Capacitancia de cada capacitor resonante, C, para equilibrar la
línea de% (en faradios)
% Si la reactancia de entrada total es capacitivo
% 10. Inductancia de entrada total, Lin, para resonar el dipolo (en
% henries)
% 11. Coeficiente de reflexión después de que la impedancia de entrada total es
% resonada
% 12. VSWR después de que resuena la impedancia de entrada total
% ------- -------------------------------------------------- --------------------------------------
% Escrito por Jason Latimer, noviembre de 2002
% --- -------------------------------------------------- ------------------------------------------
borrar todo;
cierra todo;
formato largo;
% Definición de constantes
C = 0,5772;
k = 2 * pi;
% Marcar variable
cap_used = 0;
fprintf ('Opción de dispositivo de salida \ n \ tOpción (1): Pantalla \ n \ tOpción (2): Archivo \ n');
ERR = 1;
while (ERR ~ = 0)
DISPOSITIVO = str2num (input ('\ nDispositivo de salida =', 's'));
si (DISPOSITIVO == 1)
ERR = 0;
elseif (DISPOSITIVO == 2)
FILNAM = input ('Ingrese el nombre de archivo de salida deseado:', 's');
ERR = 0;
else
fprintf ('\ nEl número de dispositivo de salida debe ser 1 o 2 \ n');
fin
fin
% Solicitar al usuario que determine si la impedancia de la antena será calculada o dada
fprintf ('\ n \ nOpción de impedancia de antena \ n \ tOpción (3): Calcular la impedancia para dipolo de longitud conocida \ n \ tOpción (4): Especificar impedancia total del dipolo \norte');
ERR = 1;
while (ERR ~ = 0)
IMP_OPT = str2num (input ('\ nOpción de impedancia de antena =', 's'));
si (IMP_OPT == 3)
ERR = 0;
elseif (IMP_OPT == 4)
ERR = 0;
else
fprintf ('\ nLa opción de impedancia de antena debe ser 3 o 4 \ n');
fin
fin
% Solicitar al usuario que determine si se utilizará la
combinación de derivación o serie fprintf ('\ n \ nOpción de combinación de antena \ n \ tOpción (5): correspondencia de serie \ n \ tOpción (6): correspondencia de derivación \ n');
ERR = 1;
while (ERR ~ = 0)
MAT_OPT = str2num (input ('\ nOpción de coincidencia de antena =', 's'));
si (MAT_OPT == 5)
ERR = 0;
elseif (MAT_OPT == 6)
ERR = 0;
else
fprintf ('\ nLa opción de coincidencia de antena debe ser 5 o 6 \ n');
fin
fin
% Obtenga las entradas del usuario
si (IMP_OPT == 3)
a = str2num (input ('\ nEl radio, a, del dipolo (en longitudes de onda) =', 's'));
a_prime = str2num (input ('\ nEl radio del alambre de alimentación, aprime, (en longitudes de onda) =', 's'));
s = str2num (input ('\ nLa separación de cables de centro a centro, s, (en longitudes de onda) =', 's'));
L = str2num (input ('\ nLa longitud total, L, del dipolo (en longitudes de onda) =', 's'));
end
if (IMP_OPT == 4)
Rin_tot = str2num (input ('\ nLa resistencia de entrada del dipolo plegado, Rin, (en ohmios) =', 's'));
Xin_tot = str2num (input ('\ nLa reactancia de entrada del dipolo plegado, Xin, (en ohmios) =', 's'));
Zin_tot = Rin_tot + j * Xin_tot;
end
f = str2num (input ('\ nLa frecuencia central, f, (en MHz) =', 's'));
Zc = str2num (input ('\ nLa impedancia característica real de la línea que alimenta la antena, Zc, (en ohmios) =', 's'));
if (IMP_OPT == 3)
% Calcula el factor de división actual == alpha
u = a / a_prime;
v = s / a_prime;
alfa = (acosh ((v 2-u 2 + 1) / (2 v))) / (acosh ((v 2 + u 2-1) / (2 v * u)));
%Obtain the effective radius for the given dipole geometry
ln_ae = log(a_prime)+(1/((1+u)^2))*(u^2*log(u)+2*u*log(v));
ae = exp(ln_ae);
%Determine the input impedance of the (outer) dipole in the antenna
%(radiating) mode
%note: This method is only used if option three is chosen
Rr = (120*pi)/(2*pi)*(C+log(k*L)-cosint(k*L)+0.5*sin(k*L)*(sinint(2*k*L)-2*sinint(k*L))+0.5*cos(k*L)*(C+log(0.5*k*L)+cosint(2*k*L)-2*cosint(k*L)));
Rin = Rr/((sin(0.5*k*L))^2);
Xm = (120*pi)/(4*pi)*(2*sinint(k*L)+cos(k*L)*(2*sinint(k*L)-sinint(2*k*L))-sin(k*L)*(2*cosint(k*L)-cosint(2*k*L)-cosint((2*k*a^2)/L)));
Xin = Xm/((sin(0.5*k*L))^2);
Zin = Rin + j*Xin;
Za = Zin;
Ra = real(Za);
Xa = imag(Za);
%Determine the characteristic impedance at the input terminals for the
%transmission line mode
Zo = 60*acosh((s^2-a^2-a_prime^2)/(2*a*a_prime));
Zt = j*Zo*tan(0.5*k*L);
Rt = real(Zt);
Xt = imag(Zt);
%Determine the total input impedance, which combines the antenna
%(radiating) and transmission line modes
Zin_tot = 2*Zt*(Za*(1+alpha)^2)/(2*Zt+Za*(1+alpha)^2);
Rin_tot = real(Zin_tot);
Xin_tot = imag(Zin_tot);
final
% Porción de codificado dedicada a la coincidencia de series
if (MAT_OPT == 5)
X_LE = - Xin_tot;
if (X_LE <0)
% Determine la capacitancia en serie para hacer resonar el circuito
C = 1 / (pi * (f * (10 ^ 6)) Xin_tot);
Cin = C / 2;
cap_used = 1;
else
% Determine la inductancia en serie para hacer resonar el circuito (es necesario
% verificar esta sección)
Lin = X_LE / (2 pi f 10 ^ 6);
L = Lin / 2;
end
Rin_tot_new = Rin_tot;
final
% Porción de código dedicada a la coincidencia de derivaciones
if (MAT_OPT == 6)
Yin_tot = 1 / Zin_tot;
Bin_tot = imag (Yin_tot);
B_L = - j Bin_tot;
X_LE = 1 / B_L;
if (imag (X_LE) <0)
% Determine la capacitancia en derivación para hacer resonar el circuito
Cin = 1 / (j X_LE 2 pi f 10 ^ 6);
cap_used = 1;
else
% Determine la inductancia en derivación para hacer resonar el circuito
Lin = X_LE / (j 2 pi f 10 ^ 6);
end
Rin_tot_new = 1 / (real (Yin_tot));
final
% Determine el VSWR y el coeficiente de reflexión
si (MAT_OPT == 6)
gamma = (Rin_tot_new - Zc) / (Rin_tot_new + Zc);
si no
gamma = (Rin_tot - Zc) / (Rin_tot + Zc);
final
VSWR = (1 + abs (gamma)) / (1 - abs (gamma));
% Determine si la salida se dirige a la pantalla o un archivo con nombre de usuario
si (DEVICE == 2)
fid = fopen (FILNAM, 'w');
else
fid = DISPOSITIVO;
final
% Muestra los valores de los parámetros de entrada y los resultados de salida calculados
fprintf (fid, '\ n \ n- - - - - - - - - - - - - Dipolo plegado - - - - - - - - - - - - - - - -' );
fprintf (fid, '\ n ------------------------ Resumen de datos de entrada --------------- ----------- ');
if (IMP_OPT == 3)
fprintf (fid, '\ nEl radio, a, del dipolo (en longitudes de onda) es% s \ n', num2str (a));
fprintf (fid, '\ nEl radio del cable de alimentación, aprime, (en longitudes de onda) es% s \ n', num2str (a_prime));
fprintf (fid, '\ nLa separación de cables de centro a centro, s, (en longitudes de onda) es% s \ n', num2str (s))
fprintf (fid, '\ nLa longitud total, L, del dipolo (en longitudes de onda) es% s \ n ', num2str (L));
elseif (IMP_OPT == 4)
fprintf (fid, '\ nLa resistencia de entrada del dipolo plegado, Rin, (en ohmios) es% s \ n', num2str (Rin_tot));
fprintf (fid, '\ nLa reactancia de entrada del dipolo plegado, Xin, (en ohmios) es% s \ n', num2str (Xin_tot));
end
fprintf (fid, '\ nLa frecuencia central, f, (en MHz) es% s \ n', num2str (f));
fprintf (fid, '\ nLa impedancia característica real de la línea que alimenta la antena, Zc, (en ohmios) es% s \ n', num2str (Zc));
fprintf (fid, '\ n \ n');
fprintf (fid, '---------------------------------- Salida ---------- ------------------------ ');
if (IMP_OPT == 3)
fprintf (fid, '\ nLa razón de división actual: alpha =% s \ n', num2str (alpha));
fprintf (fid, '\ nEl radio efectivo (en longitudes de onda) del par de dipolos: ae =% s \ n', num2str (ae));
fprintf (fid, '\ nLa resistencia de entrada del dipolo (en ohmios): Rd =% s \ n', num2str (Ra));
fprintf (fid, '\ nLa reactancia de entrada del dipolo (en ohmios): Xd =% s \ n', num2str (Xa));
fprintf (fid, '\ nLa impedancia característica (en ohmios) para el modo de línea de transmisión: Zo =% s \ n', num2str (Zo));
if abs (Zt) <(10 ^ 12)
fprintf (fid, '\ nLa resistencia (en ohmios) en los terminales de entrada para el modo de línea de transmisión: Rt =% s \ n', num2str (Rt));
fprintf (fid, '\ nLa reactancia (en ohmios) en los terminales de entrada para el modo de línea de transmisión: Xt =% s \ n', num2str (Xt));
else
fprintf (fid, '\ nLa impedancia (en ohmios) en los terminales de entrada para el modo de línea de transmisión: Zt = infinito \ n');
fin
fin
fprintf (fid, '\ nLa resistencia de entrada total (en ohmios): Rin =% s \ n', num2str (Rin_tot));
fprintf (fid, '\ nLa reactancia de entrada total (en ohmios): Xin =% s \ n', num2str (Xin_tot));
if (MAT_OPT == 5)
if (cap_used == 1)
fprintf (fid, '\ nLa capacitancia total de la serie de entrada (en faradios) para resonar la impedancia de entrada: Cin =% s \ n', num2str (Cin));
fprintf (fid, '\ nLa capacitancia de la serie de entrada (en faradios) para equilibrar la línea: C =% s \ n', num2str ©);
else
fprintf (fid, '\ nLa inductancia total de la serie de entrada (en henries) para hacer resonar la impedancia de entrada: Lin =% s \ n', num2str (Lin));
fprintf (fid, '\ nLa inductancia de la serie de entrada (en henries) para equilibrar la línea: L =% s \ n', num2str (L));
end
end
if (MAT_OPT == 6)
if (cap_used == 1)
fprintf (fid, '\ nLa capacitancia paralela de entrada total (en faradios) para resonar la impedancia de entrada: Cin =% s \ n', num2str (Cin));
else
fprintf (fid, '\ nLa inductancia paralela de entrada total (en henries) para hacer resonar la impedancia de entrada: Lin =% s \ n', num2str (Lin));
end
end
fprintf (fid, '\ nLa nueva resistencia de entrada después de la resonancia es: Rin (total) =% s \ n', num2str (Rin_tot_new));
fprintf (fid, '\ nEl coeficiente de reflexión después de que se resuena la impedancia: gamma =% s \ n', num2str (gamma));
fprintf (fid, '\ nEl VSWR después de que resuena la impedancia es: VSWR =% s \ n', num2str (VSWR));
fprintf (fid, '\ n \ n');
if (DISPOSITIVO == 2)
fclose (fid);
final
% —Fin del programa -------------------------------------------
Opción de
dispositivo de salida plegada
Opción (1):
Opción de pantalla (2): Archivo
Dispositivo de salida = 1
Opción de impedancia de antena Opción (3): Calcule la impedancia para dipolo de longitud conocida
Opción (4): Especifique la impedancia total del dipolo plegado
Opción de impedancia de antena = 3
Opción de emparejamiento de antena Opción (5): Emparejamiento de serie
Opción (6): Emparejamiento de derivación
Opción de emparejamiento de antena = 5
El radio, a, del dipolo (en longitudes de onda) = 12
El radio del alambre de alimentación, aprime, (en longitudes de onda) = 24
La separación de cables de centro a centro, s, (en longitudes de onda) = 50
La longitud total, L, del dipolo (en longitudes de onda) = 34
La frecuencia central, f, (en MHz) = 321
La impedancia característica real de la línea que alimenta la antena, Zc, (en ohmios) = 24