【正文】 GUI 介紹 ................................................................................... 15 第 4 章 天線參數(shù)計算軟件的設計 .................................................................... 16 界面設計 ............................................................................................... 16 界面功能驗證 ....................................................................................... 25 結束語 .................................................................................................................. 32 參考文獻 .............................................................................................................. 33 無線系統(tǒng)中天線特性分析軟件的編制 1 第 1 章 緒論 課題研究的背景 《電波與天線》課程中很多重要的電氣參數(shù)計算非常復雜，需要對復雜函數(shù)進行數(shù)值積分，如果讓學生完成全 過程的計算，能力強的學生需要花費大量的時間，能力差的學生甚至做不出來。 對稱振子可看作是由末端開路的平行雙線過渡而成的 (如圖 和圖 所示 )，故可近似認為對稱振子上的電流分布為純駐波分布。 已知電流元的輻射場為 rr lIrIljrEE ?? ???? jrj0 e s i n 60jes i n2),( ?? ??????? () 在對稱振子的左臂 z1 點處和右臂 z2 點處各選定一個電流元 d)](s in[d)( 1111 zzlIzzI M ?? ? (z10) 2222 d)](s in [d)( zzlIzzI M ?? ? (z20) r1 = r－ z1cos? r2 = r－ z2cos? () 注：由于觀察點遠離對稱振子，故可以近似認為 ?1 = ?2 = ? 。 已知有損耗開路平行雙線的等效阻抗為 ])jc o t h [ ()j1()( 0 lZlZ ???? ??? () 上式中 ????和 ? 分別為有損耗平行雙線的衰減常數(shù)和相位常數(shù)，而 dDZ 2ln1200 ? () 無線系統(tǒng)中天線特性分析軟件的編制 5 圖 對稱振子平均特性阻抗示意圖 由于對稱振子不是均勻分布參數(shù)系統(tǒng)，因此不能用式 ()計算它的特性阻抗。2s in (11?? () 于是，等效衰減常數(shù)為 ?????? ??? ?lllWRWRAA39。2c o s ()39。2s i n (39。 振子 1 和振子 2 總的輻射復功率分別為 2221212111 SSSSSS ?????? ???? ?? 和 () 設 22222221212222222111211212211111||2 , ||2 , ||2,|| 2 , || 2 , || 2MMgMMMgMISZISZISZISZISZISZ?????????????????????? () (242) 把式 ()和式 ()相比較，就能得到耦合對稱振子的阻抗方程式 2221212111 ZZZZZZ gg ???? ?? 和 () 設耦合對稱振子的 等效 電壓滿足以下關系： ???? ?? 222111 21 21 MM IUSIUS ?????? 和 () 式中等效電壓只是由兩 個振子各自的電流和輻射復功率 計算 出來的復數(shù)電壓，它們并不是對稱振子上某處的電壓。 利用感應電動勢法可求得互電阻和互電抗的計算公式 100222111112100222111112d)c o s ()c o s (2)c o s ()c o s (| ) ]|(s i n [30d)s i n ()c o s (2)s i n ()s i n (| ) ]|(s i n [30 1111zr rlr rr rzlXzr rlr rr rzlRllll?????????? ?????????? ?????????????? () 圖 給出了共軸線排列的耦合半波對稱振子 (l1 = l2 = l = ?)互電阻和互電抗隨距離的變化的曲線。 任一定向天線的方向性系數(shù)是指在接收點產生相等電場強度的條件下，非定向天線的總輻射功率對該定向天線的總輻射功率之比 。 天線的效率：輻射功率 P? 與輸入功率 Pin 之 比，即 inPPA ??? () 損耗功率：輸入功率 Pin 與輻射功率 P? 之差稱為天線的 ??? PPPl in () 天線的損耗功率是由導體電阻、介質漏電導以及其他因素引起的。可以用數(shù)學推證，天線最大增益系數(shù)等于天線方向性系數(shù)和天線效率的乘積。它將數(shù)值分析、矩陣計算、科學數(shù)據(jù)可視化以及非線性動態(tài)系統(tǒng)的建模和仿真等諸多強大功能集成在一個易于 使用的視窗環(huán)境中，為科學研究、工程設計以及必須進行有效數(shù)值計算的眾多科學領域提供了一種全面的解決方案，并在很大程度上擺脫了傳統(tǒng)非交互式程序設計語言（如C、 Fortran）的編輯模式，代表了當今國際科學計算軟件的先進水平。附加的工具箱（單獨提供的專用 MATLAB 函數(shù)集）擴展了 MATLAB 環(huán)境，以解決這些應用領域內特定類型的問題。圖形用戶界面是由窗口、光標、按鍵、菜單、文字等元素構成的用戶視窗，用戶通過對這些元素的點擊、選中等就能很無線系統(tǒng)中天線特性分析軟件的編制 16 輕松地完成某項功能，這種所見即所得的特性尤其在圖形繪制等方面具有很好的應用。 無線系統(tǒng)中天線特性分析軟件的編制 18 圖 主對話框界面 將主對話框保存，命名為 子對話框的生成 跟主對話類似，點擊 MATLAB 的 GUIDE，存儲路徑與主對話框相同，生成三個子對話框。untitledaplot1。String39。 WA=str2double(get(, 39。 set(,39。))。string39。 l1= str2double(get(, 39。))。String39。 z1=int(e,z,k1,k2)。String39。 d=str2double(get(, 39。 set(,39。))。,m) 以實現(xiàn)對方向性系數(shù)的運算。 set(,39。String39。 t=0::l。,num2str(y_max)]。,39。String39。 t=0::l。,num2str(y_max)]。,39。 無線系統(tǒng)中天線特性分析軟件的編制 27 圖 計算輸入電阻界面 2：互輻射阻抗功能的驗證。得到曲線 ： 圖 輸入電抗曲線界面 無線系統(tǒng)中天線特性分析軟件的編制 32 結束語 本次課程設計是我第一次用界面來實現(xiàn)軟件的編制。在這個過程中，我查閱了很多書籍，請教過學長和同學，從中學到了很多東西。除了文中特別加以標注引用的內容外，本論文不包含任何其他個人或集體已經發(fā)表或撰寫的成果作品。 、圖表要求： 1）文字通順，語言流暢，書寫字跡工整，打印字體及大小符合要求，無錯別字，不準請他人代寫 2）工程設計類題目的圖紙，要求部分用尺規(guī)繪制，部分用計算機繪制，所有圖紙應符合國家技術標準規(guī)范。本人授權 大學可以將本學位論文的全部或部分內容編入有關數(shù)據(jù)庫進行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復制手段保存和匯編本學位論文。盡我所知，除文中特別 加以標注和致謝的地方外，不包含其他人或組織已經發(fā)表或公布過的研究成果，也不包含我為獲得 及其它教育機構的學位或學歷而使用過的材料。雖然看了編譯原理書，但由于沒有基礎，卻很難實現(xiàn)。 無線系統(tǒng)中天線特性分析軟件的編制 29 圖 計算方向性系數(shù)和增益系數(shù)界面 輸入電阻曲線繪制：點擊主界面輸入電阻曲線繪制按鈕，進入輸入曲線繪制界面。 即可以實現(xiàn)輸入電抗曲線的繪制 界面功能驗證 打開 文件，彈出如圖 所示對話框 。 plot(t,y) hold on plot(t,zeros(size(t)),39。t=39。))。 即可實現(xiàn)輸入電阻的繪制、 5)繪制輸入電抗曲線 l= str2double(get(, 39。 plot(t,y) hold on 無線系統(tǒng)中天線特性分析軟件的編制 25 plot(t,zeros(size(t)),39。t=39。))。 4）繪制輸入電阻曲線 在繪制輸入電阻曲線的 Callback 函數(shù)添加如下代碼 l= str2double(get(, 39。 w=str2double(get(, 39。 k=e。String39。string39。))。,m)。))。 a= str2double(get(, 39。String39。 set(,39。 WA=str2double(get(, 39。String39。string39。))。untitledaplot2。untitleda1。做本課題前需要掌握如何運用 GUI 進行生成用戶界面，如何在相應的 CALLBACK 函數(shù)中添加相應代碼，同時還需要掌握在界面中繪圖的一些方法。 用戶界面是用戶與硬件、軟件交互、通信的中介，通過用戶界面，用戶向軟件發(fā)出執(zhí)