목적:

이번 예제는 간단한 반 파장 다이폴 모델에 대한 radiation pattern과 input impedance를 계산하게 됩니다. 아래의 그림과 같은 모델이며 파장의 길이는 4m( 75MHz)로 안테나의 길이는 2m, wire의 반지름은 2mm입니다.

pic1

모델정보:

  • 주파수: 75MHz
  • 반 파장 다이폴 안테나 길이: 2m
  • 반 파장 다이폴 안테나 반지름: 2mm
  • 물성: PEC (Perfect Electric Conductor)
  • 단위: m (meter)

입력변수:

  • freq = 75e6 (Operating frequency)
  • Lambda = c0/freq (Free space wavelength)
  • h = lambda/2 (Length of the dipole)
  • radius = 2E-3 (Radius of the wire)

모델구성:

  1. 라인생성: (0,0,-h/2), (0,0,h/2)
  2. 포트생성 위치: mid
  3. 전압인가: wire port1
  4. 주파수입력: freq (변수입력)
  5. 대칭조건(Electrical symmetry): z=0
  6. 결과추출조건(far field): -180, with , Increment 2

pic2

 

해석결과:

  • polar plot을 통해 반 파장 다이폴 안테나의 특성인Far field로 추출된 Gain(in dB)을 아래의 그림을 통해 확인할 수 있습니다.

pic3

  • 반파장 다이폴의 특성과 같이 Gain값은 약 64, 2.15dBi을 얻을 수 있으며, 빔폭은 kl = (2*pi/lambda)(lambda/4) = pi/2로 대체되므로 수식(1)의 방사패턴 계산을 통해 약  78도를 얻을 수 있습니다.
  • 수식(1): pic5
  • Impedance(Z)는 아래의 그림과 같이 *.out 파일을 통해 Z[ohm] = 76 + j31 임을 쉽게 확인할 수 있습니다.

pic4

  • 위의 내용은 FEKO Student Edition 버전을 통해서도 직접 실행하여 보실 수 있습니다.