%--------------------------------------------------------------------------
% aRec_fr.m
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% Analyse d'un rsonateur rectangulaire (franais)
%
% A) ENTRES
%
% 1. 'w' = Largeur du rsonateur (en cm)
% 2. 'd' = Profondeur du rsonateur (en cm)
% 3. 'h' = Hauteur du rsonateur (en cm)
% 4. 'er' = Constante dilectrique du rsonateur
% 5. 'VSWR' = taux d'ondes stationnaires tolr pour le calcul
% de la bande passante d'impdance
%
% B) SORTIES
%
% - Frquence de rsonance, facteur Q et bande passante d'impdance
% pour les modes : TE(x)d11, TE(y)1d1 et TE(z)11d. Le mode TE(z)11d
% est pour un rsonateur isol (sans plan de masse).
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% Rfrence :
%
% - R.K. Mongia et A. Ittipiboon, "Theoretical and experimental
% investigations on rectangular dielectric resonator antennas", IEEE
% Transactions on antennas and propagation, Vol. 45, Num. 9, septembre
% 1997, pp. 1348-1356.
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% Note : Ce fichier fait partie de l'Outil de conception et d'analyse
% des rsonateurs dilectriques (DRA.m).
%
% Programmation : Alexandre Perron (perrona@emt.inrs.ca)
% Affiliation : Institut national de la recherche scientifique (INRS)
% Dernire modification : Le 31 juillet 2008
%--------------------------------------------------------------------------
function aRec_fr
% Entte :
clc
disp(strvcat('===============================================================',...
' Outil de conception et d''analyse des rsonateur dilectriques',...
'==============================================================='));
disp(sprintf('\n----------- Analyse d''un rsonateur rectangulaire -------------'));
w = [];
while isempty(w)||(isnumeric(w) == 0),
w = input('\nEntrez la largeur (w) du rsonateur (en cm) : ');
end
d = [];
while isempty(d)||(isnumeric(d) == 0),
d = input('\nEntrez la profondeur (d) du rsonateur (en cm) : ');
end
h = [];
while isempty(h)||(isnumeric(h) == 0),
h = input('\nEntrez la hauteur (h) du rsonateur (en cm) : ');
end
er = [];
while isempty(er)||(isnumeric(er) == 0),
er = input('\nEntrez la constante dilectrique (er) du rsonateur : ');
end
VSWR = [];
while isempty(VSWR)||(isnumeric(VSWR) == 0),
VSWR = input('\nEntrez le VSWR pour le calcul de la bande passante (ex.: 2) : ');
end
%===============================%
% Calculs pour le mode TE(x)d11 %
%===============================%
% Frquence de rsonance (en GHz) :
syms x
ky = pi/w;
kz = pi/2/h;
k0 = sqrt((x^2+ky^2+kz^2)/er);
f = vectorize(real(x*tan(x*d/2)-sqrt((er-1)*k0^2-x^2)));
kx = fzero(inline(f),[0 pi/d-0.001]);
freq_TEx = 299792458/2/pi*sqrt((kx^2+ky^2+kz^2)/er)/1e7;
% Facteur-Q
We = 8.854e-12*er*w*2*h*d/32*(1+sin(kx*d)/kx/d)*(ky^2+kz^2);
pm = -i*2*pi*freq_TEx*1e7*8*8.854e-12*(er-1)/kx/ky/kz*sin(kx*d/2);
k0 = sqrt((kx^2+ky^2+kz^2)/er);
Prad = 10*k0^4*norm(pm)^2;
facteurQ_TEx = 4*pi*freq_TEx*1e7*We/Prad;
% Bande passante :
BW_TEx = (VSWR-1)/(sqrt(VSWR)*facteurQ_TEx)*100;
%===============================%
% Calculs pour le mode TE(y)1d1 %
%===============================%
% Frquence de rsonance (en GHz) :
syms y
kx = pi/d;
kz = pi/2/h;
k0 = sqrt((kx^2+y^2+kz^2)/er);
f = vectorize(real(y*tan(y*w/2)-sqrt((er-1)*k0^2-y^2)));
ky = fzero(inline(f),[0 pi/w-0.001]);
freq_TEy = 299792458/2/pi*sqrt((kx^2+ky^2+kz^2)/er)/1e7;
% Facteur-Q
We = 8.854e-12*er*w*2*h*d/32*(1+sin(ky*w)/ky/w)*(kx^2+kz^2);
pm = -i*2*pi*freq_TEy*1e7*8*8.854e-12*(er-1)/kx/ky/kz*sin(ky*w/2);
k0 = sqrt((kx^2+ky^2+kz^2)/er);
Prad = 10*k0^4*norm(pm)^2;
facteurQ_TEy = 4*pi*freq_TEy*1e7*We/Prad;
% Bande passante :
BW_TEy = (VSWR-1)/(sqrt(VSWR)*facteurQ_TEy)*100;
%===============================%
% Calculs pour le mode TE(z)11d %
%===============================%
% Frquence de rsonance (en GHz) :
syms z
kx = pi/d;
ky = pi/w;
k0 = sqrt((kx^2+ky^2+z^2)/er);
f = vectorize(z*tan(z*h)-sqrt((er-1)*k0^2-z^2));
kz = fzero(inline(f),[0 pi/2/h-0.001]);
freq_TEz = 299792458/2/pi*sqrt((kx^2+ky^2+kz^2)/er)/1e7;
% Facteur-Q
We = 8.854e-12*er*w*2*h*d/32*(1+sin(kz*2*h)/kz/2/h)*(kx^2+ky^2);
pm = -i*2*pi*freq_TEz*1e7*8*8.854e-12*(er-1)/kx/ky/kz*sin(kz*h);
k0 = sqrt((kx^2+ky^2+kz^2)/er);
Prad = 10*k0^4*norm(pm)^2;
facteurQ_TEz = 4*pi*freq_TEz*1e7*We/Prad;
% Bande passante :
BW_TEz = (VSWR-1)/(sqrt(VSWR)*facteurQ_TEz)*100;
% Entte :
clc
disp(strvcat('===============================================================',...
' Outil de conception et d''analyse des rsonateur dilectriques',...
'==============================================================='));
disp(sprintf('\n----------- Analyse d''un rsonateur rectangulaire -------------\n'));
% Affichage des paramtres d'entre :
disp(sprintf('Largeur (w) du rsonateur (en cm) = %5.4f',w));
disp(sprintf('Profondeur (d) du rsonateur (en cm) = %5.4f',d));
disp(sprintf('Hauteur (h) du rsonateur (en cm) = %5.4f',h));
disp(sprintf('Constante dilectrique du rsonateur = %5.4f',er));
% Affichage des rsultats
disp(sprintf('\n'));
disp(strvcat(' Mode TE(x)d11 ', ...
'-------------------------------------------------'));
disp(sprintf(' Frquence de rsonance (en GHz) = %5.4f',freq_TEx));
disp(sprintf(' Facteur-Q = %5.4f',facteurQ_TEx));
disp(sprintf(' Bande passante (en pourcentage) = %5.4f',BW_TEx));
disp(sprintf('\n'));
disp(strvcat(' Mode TE(y)1d1 ', ...
'-------------------------------------------------'));
disp(sprintf(' Frquence de rsonance (en GHz) = %5.4f',freq_TEy));
disp(sprintf(' Facteur-Q = %5.4f',facteurQ_TEy));
disp(sprintf(' Bande passante (en pourcentage) = %5.4f',BW_TEy));
disp(sprintf('\n'));
disp(strvcat(' Mode TE(z)11d (pour un rsonateur isol) ', ...
'-------------------------------------------------'));
disp(sprintf(' Frquence de rsonance (en GHz) = %5.4f',freq_TEz));
disp(sprintf(' Facteur-Q = %5.4f',facteurQ_TEz));
disp(sprintf(' Bande passante (en pourcentage) = %5.4f',BW_TEz));
end
