MATLAB在天线方向图中的应用与研究.docx

MATLAB在天线方向图中的应用与研究 第26卷　第4期2021年8月 电气电子教学学报journalofeee vol.26　no.4aug.2021 王曼珠1,张 民1,崔红跃2 (1.北京电子科技学院　通信工程系,北京100070;2.中国民用航空大学,天津300300)a 剥　必须:以天线方向图函数为基准,分析了等距阵子天线、阵列天线方向图函数f(h,u)随其各参量变化的规律以及二维图形的特点,并探讨了直线天线阵(单向端射阵)的最小电磁辐射方向和主瓣宽度随其各参量变化的二维、三维图形特点。利用matlab的绘图功能,对各种天线的方向图函数的二维、三维图形展开研究,可以观测至天线辐射场在相同方向的电磁辐射能量原产,直观确切地整体表现出来电磁辐射方向图的特点。关键词:天线;matlab;电磁辐射方向图 中图分类号:tn820.1+2;tp391.77　　　　　　　文献标识码:a 文章编号:1008-0686(2021)04-0024-04 theapplicationandstudyofantennaradiationpatternbasedonmatlab wangman-zhu,zhangzhe-min,cuihong-yue 2.civilaviationuniversityofchina,tianjing300300,china) abstract:thispapertakestheantennaradiationpatternasanexample,andanalyzestherulesofthefunctionf(h,u)vargingwiththeparametersforthedipoleandantennaarraysradiationpattern,aswellasthecharacteristicofthetwo-dimensionalfigure.inaddition,wediscussthecharacteristicsofthetwoand 示及揭示各参量之间的内在关系,借助matlab的绘图功能可以加深对天线辐射场空间分布理论的理解和认识,并可得到更有效更直观的分析结果。 1　天线电磁辐射方向性函数f(h,u)随其各 参量变化的二维图形分析 等距振子在远区的电磁辐射电场为 收稿日期:2021-03-01;修回日期:2021-04-11 作者简介:王曼珠(1957-),女,北京市人,副教授,专门从事通信系统、电波与天线等课程的教学工作; 民(1964-),男,黑龙江省齐齐哈尔人,博士,副教授,从事通信系统、光纤通信等课程的教学工作; 第26卷第4期　　　　　　　　王曼珠等:matlab在天线方向图中的应用领域与研究　　　　　　　　　　　　　　　　25 cos-cosjkreh=j60im× 其中,等距振子未归一化的方向性函数 coscos-cos f(h)= l=k/2,pcoscosf(h)=　　　　　(l=k/2) 半波等距振子的e-面方向图例如图1(a)右图。 l=k为全波振子,归一化方向性函数 )=　　　　( 全波对称振子的e-面方向图如图1(b)所示。 2　n元阵列天线方向图二维图形分析 n个均匀天线元中点排成一直线构成均匀直线阵列天线,各天线元在p点产生的辐射场可表示为　　e= 假设天线元为相同等距阵子,且为等间距dn=n×d,等相位差dn=n×d,等幅五元直线阵,总辐射场为 e=ju= 0j(n-1)ufe(h,u)?e?r0n?sin(u) (kdcoshsinu+d)2 天线阵辐射场大小与方向之间关系的阵函数为　fa(u)=== nsinunsin fa(h,u) (1)fa(u)～u图形的大波瓣反映了阵函数图的 主瓣,其最大值fa(u)?u=np=±1,就是阵函数的 (a)l=k /2　　　　　　　　　(b)l=k 最大值,而与um=np相对应的hm即为阵函数的最 (2)fa(u)～u图形的小波瓣充分反映了阵函数图的旁瓣,极值等同于旁瓣峰值,发生极值的uim所对应的him就是旁瓣峰值所在的方向。 (3)fa(u)～u图形的零值等于阵函数的零值,出现fa(u)=0的u值,ui0=ip/n所对应的hi0就是阵函数图的零辐射方向。 (c)l=5/4k　　　　　　　　　(d)l=3/2k 以五元等幅阵为例说