【正文】 直于陣軸的直線天線陣稱為 側(cè)射式直線天線陣。二元陣的方向性是由單元天線本身的方向性和陣因子的方向性共同作用的結(jié)果。 drr ?? 是單元天線 2 中心到達(dá)觀察點(diǎn) 的距離，其 中第 2 項(xiàng) d?cos???為 波程差。 圖 共軸線排列的二元天線陣 圖 齊平排列的二元天線陣 從圖中可以看出，兩個(gè)單元天線到達(dá)觀察點(diǎn)的距離不同，存在著波程差。 構(gòu)成天線陣的每一個(gè)天線稱為單元天線。半波對(duì)稱振子性能優(yōu)良，應(yīng)用最為廣泛。然而立體圖很難畫，目前教學(xué)和工程實(shí)際中都是先繪制出兩個(gè)特殊平面 —— 赤道面和子午面的方向性圖，然后想象出立體圖。描述天線陣特性的參數(shù)很多，且計(jì)算復(fù)雜，尤其是描述天線陣方向特性的方向性圖為立體圖，繪制非常困難。32 5 結(jié)束語 30 天線參數(shù) 計(jì)算 功能的實(shí)現(xiàn) 該軟件還具有 計(jì)算功能， 利用該 軟件 可以 計(jì)算 天線的主瓣張角 、 主瓣寬度 和 方向性系數(shù)等一系 列 參數(shù) 。 涉密論文按學(xué)校規(guī)定處理。對(duì)本研究提供過幫助和做出過貢獻(xiàn)的個(gè)人或集體，均已在文中作了明確的說明并 表示了謝意。除了文中特別加以標(biāo)注引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果作品。天線陣種類繁多，性能各異。 關(guān)鍵詞 ： 天線 陣 ，方向性，方向 性 圖， MATLAB 語言 ABSTRACT Mobile munications antenna array is an important part of the system, its performance is directly connected to the system of munication quality. With 3G technology development and maturing of public signal of wireless work coverage expansion, the antenna array is a widely used. Antenna array a wide range of different properties. Describe the characteristics of antenna array parameters are many, and plex calculations, particularly describing the characteristics of antenna array orientation picture shows the direction of threedimensional maps, very difficult. To address these issues, this article antennas function as the main object of the direction of the antenna characteristics. On this basis, developed using MATLAB language features an array of software, to achieve the calculation of the antenna parameters and flexible mapping function of the antenna directional diagram. The software covers many different types of antennas, according to the selected antenna type, by entering the corresponding of the parameters, click on drawing graphics, we can draw out the threedimensional pattern of the antenna array. The software also has a calculation function, using the software can calculate the inclination of the antenna main lobe, main lobe width and directivity and a series of parameters. Function by constructing an arbitrary direction, the software also implements a custom function directional function, using the software can draw within the provisions of the input function of this directional orientation polar map, and also can return to this map the maximum position, the direction for the space interval selected reference angle and the preservation of this pattern in the picture. The software has a strong directional mapping function and the antenna parameters of puting in teaching and engineering practice have some practical value. Key words: antenna array, direction, directional map, MATLAB language 目 錄 1 緒論 1 天線方向性表示方法的現(xiàn)狀 1 2 天線 的相關(guān)基知識(shí) 2 天線陣 15 構(gòu)建單獨(dú)函數(shù)實(shí)現(xiàn)方向性 圖的繪制 天線 方向 性 表示 方法 的現(xiàn)狀 天線的遠(yuǎn)區(qū)場是一組復(fù)雜的函數(shù)，對(duì)不同天線的輻射場的分析可以從中得到此 種天線的各種重要的性能電氣參數(shù)。利用該軟件繪制的方向性圖 可以觀察到天線輻射場在不同方向的輻射能量分布 ， 直觀清楚地表 現(xiàn)了 輻射場空間分布 的特點(diǎn) 。 當(dāng) L=? /2 時(shí) 為半波振子 ,歸一化方向性函數(shù) 為 ?)(?F ? ??sin)cos2cos( （ ） 半波對(duì)稱振子的 E面方向 圖如圖 (a)所示 。 4 圖 直線、平面和立體天線 可以 想象 ，把若干個(gè)單元天線排列成天線陣以后，在空間某些方向的觀察點(diǎn)各單元天線的輻射場相位彼此相同，因而合成的輻射場最強(qiáng)，這些方向就成為天線陣的最大輻射方向；而在另一些方向上，各單元天線輻射場的相位彼此不同，輻射場的復(fù)相量和較小，甚至為零。假設(shè)單元天線 1 與單元天線 2 的電流復(fù)振幅 (振幅與相位 )關(guān)系為 I2???kI1ej? （ ） 上式中， k 表示單元天線 2 電流振幅是單元天線 1 電流振幅的倍 數(shù)， ???是單元天線 2 電流 I2超前于單元天線 1 電流 I1的相角。因?yàn)橛^察點(diǎn)處于二元天線陣的遠(yuǎn)區(qū)，所以可認(rèn)為兩個(gè)單元天線的電場強(qiáng)度矢量彼此平行。同樣，天線陣總的歸一化方向性函數(shù)也應(yīng)該等于歸一化方向性函數(shù)與歸一化陣因子的乘積，即 )c os(j1)c os(j1j12 ee),(e60j ?????? ?? ??? ?? ddr kEfrIkE??????? ????? c o s2c o s dd2c o s2)()( ??? ?? aa ff?????? ??? 2c o sc o s2)( ???? df a),(60)(),(60 1 ????? fr Iffr IE a ?? 6 F(?,??)???F1(?,??)Fa(?) （ ） 同相 二元天線陣的輻射場相位差函數(shù)為 （ ） 而歸 一化陣因子為 （ ） 從上式可以看出， Fa(90176。令 輻射場相位差函數(shù) ??????0 （ ） 把上式代入，可得 （ ） 則對(duì)于端射式均勻直線天線陣，可得： （ ） 垂直接地 線 無 限大理想導(dǎo)電地面上方的垂直對(duì)稱振子 中心 O1 與地面的距離為 H。這樣，無限大理想導(dǎo)電地面上方垂直對(duì)稱振子輻射場為 圖 垂直半波對(duì)稱振子及其垂直面內(nèi)的方向性圖 (） 水平對(duì)陣 振子 接地 線 把無限大理想導(dǎo)電地面上方的水平對(duì)稱振子劃分成無限多個(gè)電流元，由于每一個(gè)電流元的鏡像都是負(fù)像，因此整個(gè)對(duì)稱振子的鏡像電流就是 負(fù)像 。 可以看出，垂直的主平面 yOz 平面是水平半波對(duì)稱振子及其鏡像共同的 子午 面，在該平面 內(nèi) ??= 90186。在實(shí)踐中，所說的水平對(duì)稱振子在水平面內(nèi)的方向性，并不是指幾何意義上的水平面，而是 圖 所示的圓錐面。–?M1]， 它的方向余弦的模 |cos?y| 總是小于 1。 自由空間中輻射功率為 ?P 的天線在全方向 4? 立體角內(nèi)輻射強(qiáng)度的平均值稱為平均輻射強(qiáng)度，即： ????????? ?? ddfIddrrSP av s i n),(15s i n*02202^2 ???? ?????????? ?? ddfIpR s in),(30202202 ?????? 13 ?? RfD 2max120 （ ） 方向性系數(shù)可以定義通過輻射強(qiáng)度，功率流密度和電場強(qiáng)度來定義 (） 天線的方向性系數(shù)就等于最大輻射強(qiáng)度與平均輻射強(qiáng)度之比；也等于相同距離，相同輻射功率條件下天線最大輻射方向的功率流密度與無方向性理想點(diǎn)源的功率流密度之比。同時(shí)對(duì)一些特殊的可視化要求，例如圖形對(duì)話等，MATLAB 也有相應(yīng)的功能函數(shù)，保證了用戶不同層次的要求。把 kl=2? l/ ? =? /2 帶入 （ ）上式就得到半波 對(duì)稱 振子 的輻射場： (） 常見的 長 度為 2l 的對(duì)稱 振子 稱為全波對(duì)稱 振子 。g39。 之后轉(zhuǎn)化成直角坐標(biāo)，用mesh函數(shù)繪制三維圖 [x,z,y]=sph2cart(phi,theta1,F)。輸入?yún)?數(shù)有 3個(gè) cc=cc(L,n,d)。 C=F.*R。根據(jù)鏡像原理，它們可以看成是 功率減半的二元天線陣，所不同的是由于導(dǎo)體內(nèi)部沒有電磁波。 F=abs(F)。 輸入?yún)?shù)只有 L為天線的臂長。 q(i)=i。 23 F=abs(F)。 p4=[]。 for w=1:length(p3) for i=1:length(locs)1 if x(locs(i))=x(locs1(p3(w)))amp。而對(duì)于理想導(dǎo)體上的對(duì)稱振子，同樣也分為 垂直放置和水平放置 兩類 ： 對(duì)于垂直類對(duì)稱振子，其陣因子及總的方向性函數(shù)為： F=(cos(kl.*sin(x))cos(kl))./cos(x)。 R=abs(R)。y1=abs(y1)。 q(i)=i。 這樣 以半波對(duì)稱振子為例，得出的結(jié)果為： 在天線陣中側(cè)射式天線的方向性函數(shù)以 MATLAB格式寫出： F=(cos(kl*cos(x))cos(kl))./sin(x)。 26 F=(cos(kl*cos(x))cos(kl))./sin(x)。 y2=y1。 for i=1:length(m) p3(i)=q(m(i))。x(locs2(p3(