Engee documentation
Notebook

Antenna patterns (part 2)

The example demonstrates the construction and visualisation of antenna arrays. Using the antenna elements discussed in example part 1, consider basic antenna array (AA) geometry architectures.

Initial parameters of the antenna element

Before plotting, let's choose the type of graph: gr() - static, plotlyjs() - dynamic.

In [ ]: 
is_dinamic_plot = false # динамический график (true или false)
is_dinamic_plot ? plotlyjs() : gr()
Out[0]:
Plots.GRBackend()

Before modelling the DND we set the basic parameters of antenna elements:

In [ ]: 
fc = 300e6 # частота излучения антенны
c = 3e8 # скорость распространения сигнала
lambda = c/fc # длина волны
freq_rng = [50e6 1000e6] # частотный диапазон антенны

azim_ang = reshape(Vector(-180:180),1,:) # диапазон азимутальных углов
elev_ang = reshape(Vector(-90:90),1,:); # диапазон по углу места

As an element of the antenna array we choose an isotropic element:

In [ ]: 
element = EngeePhased.IsotropicAntennaElement(
    FrequencyRange = freq_rng, 
    BackBaffled=false
)
Out[0]:
IsotropicAntennaElement: FrequencyRange=[5.0e7 1.0e9] BackBaffled=false

1. linear array

The first most basic AR geometry is the linear equidistant antenna. Let's set this geometry using the system object ULA

In [ ]: 
ULA_Array = EngeePhased.ULA(
    Element= element, # элемента антенной решетки
    NumElements = 10, # количество элементов
    ElementSpacing=lambda/2, # расстояние между элементами
    ArrayAxis="z", # ориентация антенны
    Taper=1 # весовой коэффициент
)
pattern(ULA_Array,fc)
plot!(title="ДН линейной АР",colorbar_title="КНД (дБи)")
Out[0]:

Rectangular array

Let's consider the second kind of antenna array geometry - rectangular. Unlike the previous geometry, the antenna array has a 2-dimensional structure. The system object is defined as EngeePhased.URA:

In [ ]: 
URA_Array = EngeePhased.URA(
    # задание антенного элемента 
    Element = element, 
    Size=[5 5], # размер решетки
    ElementSpacing=[0.5 0.5], # расстояние между элементами
    ArrayNormal = "z",# ориентация антенны
    Taper=1 # весовой коэффициент
)

pattern(URA_Array,fc)
plot!(title="ДН прямоугольной АР",colorbar_title="КНД (дБи)")
Out[0]:

Circular array

The last type considered in AR has a circular geometry. The position of the elements is formed on the basis of the radius of the circle. Let's define a circular AR with 10 elements (EngeePhased.UCA):

In [ ]: 
UCA_Array = EngeePhased.UCA(
    # # задание антенного элемента 
    Element = element,
    NumElements=10, # количество элементов
    Radius=lambda/2, # радиус антенной решетки
    ArrayNormal="z",# ориентация антенны
    Taper=1  # весовой коэффициент
)

pattern(UCA_Array,fc)
plot!(title="ДН круговой АР",colorbar_title="КНД (дБи)")
Out[0]:

Conclusion

In the example the formation and construction of antenna arrays for basic geometries: linear, rectangular and circular. Using the variation of AR parameters it is possible to achieve the required shape of the DR