In diesem Beispiel wird die Kopplung zwischen vier kreisförmigen Patch-Antennen analysiert, die an den Seiten einer Boeing 757 angebracht sind. Die Antennen senden und empfangen bei einer Frequenz von 2,4 GHz. Die Kopplung zwischen den einzelnen Antennen wird mithilfe der S-Parameter-Ausgabe von XGtd charakterisiert, die in der Benutzeroberfläche angezeigt oder in eine v1.1-Touchstone-Datei exportiert werden kann.
Die Geometrie der Boeing 757 besteht aus 1.096 Flächen, denen perfekte Materialeigenschaften eines elektrischen Leiters zugeordnet sind. Abbildung 1 zeigt die Flugzeuggeometrie mit vier blau eingefärbten Facetten, um zu kennzeichnen, wo die Antennen montiert werden sollen.
Abbildung 1: Geometrie der Boeing 757.
Die Simulationen verwenden das vollständige 3D-Modell, mit einer Reflexion, keinen Übertragungen, zwei Keilbeugungen und 16 Oberflächenbeugungen. Die Betriebsfrequenz der Antennen beträgt 2,4 GHz und wird mit der Option "Basic Sinusoid" modelliert.
Das Antennengewinndiagramm an jedem der vier Transceiver-Standorte, definiert durch die eingebaute kreisförmige Patch-Antenne, hat eine relative Dielektrizitätskonstante von 2,2, einen Radius von 0,0226 m, eine Höhe von 0,0032 m und eine Frequenz von 2,4 GHz (Abbildung 2).
Abbildung 2: Kreisförmige Patch-Antenne.
Die kreisförmigen Patch-Antennen sind an vier Stellen am Rumpf des Flugzeugs angebracht. Sie fungieren sowohl als Sende- als auch als Empfangsantennen, so dass sie bequem mit einem Transceiver-Punkt modelliert werden können. Die Sende- und Empfangsantennen werden auf einer beliebigen Facette der Geometrie angebracht und automatisch anhand der Normalen der Facette ausgerichtet. Der Sende-/Empfangspunkt kann grafisch auf der ausgewählten Facette platziert werden, oder es können im Eigenschaftsfenster des Sende-/Empfangsgeräts genaue Koordinaten eingegeben werden, um das Sende-/Empfangsgerät zu lokalisieren.
Abbildung 3 zeigt alle vier Patch-Antennen auf dem Flugzeug, wobei die 3-D-Antennenmuster und die Steuervektoren sichtbar sind.
Abbildung 3: Sendeempfänger auf der 757 mit sichtbaren Antennenmustern und Steuervektoren.
Die Ausgabe der S-Parameter kann auf drei Arten erfolgen: als farbkodierte Ausgabe in der Projektansicht (Abbildung 4), numerisch über das Fenster mit den Eigenschaften der Ausgabedatei (Abbildung 5) oder durch Exportieren der zugehörigen Touchstone-Datei (Abbildung 6).
Abbildung 4: Farbcodierte S-Parameter-Anzeige in der Projektansicht.
Abbildung 5: S-Parameter S21 - numerischer Wert, der im Fenster Eigenschaften der Ausgabedatei angezeigt wird.
Abbildung 6: S-Parameter, exportiert in eine Touchstone-Datei.
Die Betrachtung der Strahlengänge aus der Berechnung liefert detaillierte Informationen über die Kopplung zwischen zwei beliebigen, am Flugzeug montierten Antennen und kann aufzeigen, welche Strukturen zur Kopplung beitragen. Zum Beispiel sind die beiden Hauptfaktoren für die Kopplung zwischen Transceiver 1 und Transceiver 2 die Streuung vom rechten Triebwerk und der Beitrag der Kriechwelle, die sich entlang der Oberfläche des Flugzeugrumpfs ausbreitet, wie in Abbildung 7 dargestellt. Auf der linken Seite des Flugzeugs gibt es eine ähnliche Reihe von Pfaden, die die Transceiver 3 und 4 verbinden. Die S-Parameter für diese Orte sind in Tabelle 1 aufgeführt:
Tabelle 1: S-Parameter-Ausgang zwischen Transceivern auf derselben Seite des Flugzeugs.
Abbildung 7: Strahlengänge zwischen Transceiver 1 und 2 (S12 und S21).
Die Kopplung zwischen den Transceivern 1 (unten rechts) und 4 (unten links), die S14 = -104,62 dB und S41 = -104,61 dB ergibt, erfolgt hauptsächlich über die Kriechwelle entlang der Unterseite des Flugzeugs, wie in Abbildung 8 dargestellt.
Abbildung 8: Strahlengänge zwischen Transceiver 1 und 4 (S14 & S41).
Auch die Kopplung zwischen den Transceivern 2 (oben rechts) und 3 (oben links) mit S23 = S32 =-87,45 dB ist auf die Kriechwelle zurückzuführen, die sich über die Oberseite des Flugzeugs ausbreitet, wie in Abbildung 9 dargestellt.
Abbildung 9: Strahlengänge zwischen Transceiver 2 und 3 (S23 und S32).
Die Kopplung zwischen der unteren Antenne und der oberen Antenne auf der gegenüberliegenden Seite des Flugzeugs ist ebenfalls auf den Beitrag der Kriechwelle zurückzuführen, wie in Abbildung 10 dargestellt, wo die S-Parameter S13, S31, S24 und S42 alle ungefähr -104,56 dB betragen.