【正文】 end p4=[]。 if pks1(i)=zs1。 q(i)=i。 [pks2,locs2]=findpeaks(y2)。 y1=C./。 R=sin(n*pi*d*cos(x))./sin(pi*d*cos(x))。 此時(shí)輸入?yún)?shù)有 3個(gè)，分別為 L,d,n，表示天線臂長(zhǎng)，天線陣的單元天線的距離，單元天線的個(gè)數(shù) 其中 F與 R分別為 單元天線的天線方向性圖和天線陣因子圖，那么實(shí)現(xiàn)上述方法的語(yǔ)句就變?yōu)椋? function p=cc1(L,n,d) x=pi::2*pi。163。x(locs2(p3(i+1)))=x(locs1(p5(w))) p4(w)=(x(locs2(p3(i+1)))x(locs2(p3(i))))*180/pi。 for i=1:length(m) p3(i)=q(m(i))。 if min(pks2)= for i=1:length(pks2)。 這樣 應(yīng)用 [pks2,locs2]=findpeaks(y2)。 此時(shí)注意，功率同輻射強(qiáng)度的平方成正比，所以我們需要的就是歸一化方向性函數(shù)為 2 的角度值，所以先得出歸一化函數(shù) ma=max(y)， y1=y./ma。 輸入的參數(shù)為 L和 H，分別表示天線的臂長(zhǎng)和離地高度， 這里對(duì)于垂直放置的對(duì)陣振子因?yàn)榉较蛐詧D減半，我們只需在最后輸出時(shí)將角度減半即可而水平放置的對(duì)稱陣子我們則分別返回赤道面 和 子午面的主瓣張角。 F=abs(F)。 R=2.*cos(2.*pi.*H.*sin(x))。 C=F.*R。 end end 以圖 ， 構(gòu)造的函數(shù) 結(jié)果如圖所示： 同樣的道理，在計(jì)算理端射式天線的問(wèn)題上，我們也采用類似的方法不同只是： F=(cos(kl*sin(x))cos(kl))./cos(x)。 for i=1:length(m) p3(i)=q(m(i))。 for i=1:length(pks1)。 y2=C。 R=sin(n*pi*d*cos(x))./sin(pi*d*cos(x))。 同樣的方法可以應(yīng)用到其他類型的方向性函數(shù)中。 for i=1:length(m) p3(i)=q(m(i))。 for i=1:length(pks1)。之后 x和 y都變成了數(shù)組 。以對(duì)陳 振子 為例，首先構(gòu)造出對(duì)稱 振子 方向性函數(shù) y=(cos(kl*cos(x))cos(kl))./sin(x)。 R=abs(R)。 C=F.*R。構(gòu)造 cz 垂直函數(shù)時(shí)根據(jù)天線陣的方向性圖原理，對(duì)稱 振子 的方向性函數(shù) F 和陣因子 R 組成的方向性函數(shù)可以表述為： F=(cos(kl.*sin(theta))cos(kl))./cos(theta)。 這里需要注意的是除了上述的常見(jiàn)問(wèn)題外，側(cè)射式天線的方向性函數(shù)中赤道面方向的參量 phi也起到了變量的作用；在實(shí)際繪制中由于 MATLAB中的繪制函數(shù)中的角度與公式寫入中的角度格式上不同，所描述的不是一個(gè)值，所以需要在相應(yīng)的角度加入 90度，引入相位變化，才能得到最終結(jié)果，以半波 振子 ， 8元，間距 波長(zhǎng) ? 天線陣為例，得到結(jié)果為： 19 圖 理想導(dǎo)體上方對(duì)稱振子方向性圖繪制 理想導(dǎo)體上的對(duì)稱 振子 的研究同樣分為導(dǎo)體上的天線水平放置和垂直放置兩類，如圖 4. 8圖 所示 。 F=abs(F)。 R=sin(n*pi*d*cos(theta))./sin(pi*d*cos(theta))。 n表示天線陣中單元天線的個(gè)數(shù)， d表示單元天線之間間隔的距離。 分別構(gòu)建函數(shù) cc,dd。 這里要注意兩個(gè)問(wèn)題， 轉(zhuǎn)化坐標(biāo)時(shí)，一定要注意是用生成的維 數(shù)相等的 theta1角度，在寫入 F的乘法公式 F=(cos(kl*cos(theta))cos(kl))./sin(theta)一定是注意要寫成點(diǎn)成的形式。方向性函數(shù)與 fai無(wú)關(guān)，所以只需為其賦值 0到 2? ，輸入三維繪制函數(shù)即可：fai=eps:2*pi/180:2*pi。 figure,polar(theta,F,39。 theta 為子午面方向的角度，我們可以為其賦值從 ? 到 ? ，這樣就可以覆蓋子午面的所有可見(jiàn)角度，以便觀察結(jié)果。通常把對(duì)稱振子的幾何長(zhǎng)度與工作波長(zhǎng)的之比 2l/? 稱為電長(zhǎng)度。以及其他許多的例如積分quad等的計(jì)算函數(shù)。 本次設(shè)計(jì)除了應(yīng)用 MATLAB強(qiáng)大的繪圖計(jì)算功能以外，更主要的是對(duì) GUI功能的應(yīng)用?？捎糜诳茖W(xué)計(jì)算和工程繪圖。 它在數(shù)學(xué)類科技應(yīng)用軟件中在 數(shù)值計(jì)算 方面首屈一指。 輻射電阻 對(duì)于給定的觀察點(diǎn) P（ r, ??, ）可以將方向性函數(shù)表示為 ),(60 ??frI，由此可得平均波印亭矢量為 ),(15),( 222 ????? frIrrS av ? ，對(duì)上式積分可得輻射功率為： (） 選定參照電流后，就可以確定天線的輻射電阻： （ ） 從上式可以看出輻射電阻式反應(yīng)天線輻射電磁波能力的一個(gè)參數(shù)。 圖 水平對(duì)稱振子在水平面內(nèi)的方向性圖 天線的 特性 參數(shù) 天線方向性圖主瓣兩側(cè)兩個(gè)零輻射方向之間的夾角稱為 主瓣張角，又 稱為零功率波瓣寬度，習(xí)慣上用 2θ0 表示。,180186。當(dāng)電磁波射線在這個(gè)圓 錐面上移動(dòng)時(shí)，仰角 ?M1不發(fā)生變化，即地面因子 famax = 1 的 值不變，僅方位角 ??發(fā)生變化 。 在 水平面即 xOy 平 面內(nèi)，電磁波與 地面的夾角 ? = 0186。顯然，水平天線架設(shè)得越高，使陣因子有最大值的仰角就越多。半波 對(duì)稱振子本身的方 向性函數(shù)為 (） 因此理想導(dǎo)電地面上水平對(duì)稱振子赤道面內(nèi)總的歸一化方向性函數(shù)就等于陣因子，即 （ ） rMrM llrIfrIE ?? ? ???? j22j11 es i nc os1 )c os ()s i nc osc os (60je),(60j ?? ?? ????????????? s in4c o s2 ????? Hd?????? ????? s in2s in22c o s2)( ?? Hf a?????? ???? s in2s in)( ?HF a1)(),( 101 ???? ? FF ????????? ?????? ?s in2s in )(),( 0?? ?HFF a? 10 圖 給出了不同架設(shè)高度的水平半波振子赤道面的方向性圖。我們?nèi)栽O(shè)直角坐標(biāo)系的 xOy平面位于地表面，與地面垂直、正方向向上的 z 軸是這個(gè)反相二元陣 的陣軸，電磁波射線與z 軸的夾角 ???與仰角 ????仍互為余角。 ～ 90186。這樣，垂直對(duì)稱振子就和它的鏡像一起構(gòu)成了共軸線排列、間距為 d = 2H 的等幅同相二元天線陣。 ????? c o s2c o s dd ????????? ?? ??? c o sc o s)( dFa2s i n2s i neeeeeee1e1eee12/j2/j2/j2/j2/j2/jjj)1(j2jj ?????????????nnnnnn ?????????????????2s in2s in)()( ????nff aa ??2s in2s in)()()(m a x ?????nnffFFaaaa ??? 7 圖 地面上方的垂直天線 （ ） 側(cè)射式均勻直線天線陣的歸一化陣因子： （ ） 最大輻射方向在陣軸一端的直線天線陣稱為 端射式直線天線陣。由于該方向 在陣軸的兩側(cè)，故同相二元天線陣又稱為側(cè)射式二元天線陣，也稱為 邊射式天線陣 。 假設(shè)二元天線陣是等幅的2co s2eeee1 2j2j2jj ????? ????????? ??? ?于是，可以先用中間變量 輻射場(chǎng)的相位差函數(shù) ???來(lái) 表示等幅二元天線陣的陣因子，即 把式 ()代入上式，可得 （ ） 在方向性圖中，設(shè)計(jì)最大輻射方向所在的波瓣稱為主瓣，而與之相等的其他最大輻射方向所在的波瓣則稱為柵瓣。 ???稱為天線陣的輻射場(chǎng)相位差函數(shù)，在天線陣元間距 d 和電流相位差 ????給定后，它是方向變量 ???的 函數(shù)。 因 為觀察點(diǎn)處于二元天線陣的遠(yuǎn) 區(qū)，波程 差遠(yuǎn)小于觀察點(diǎn)的距 離，所以 在討論輻射場(chǎng)的大小時(shí)， 可近似認(rèn)為分母中的 r????r。我們?cè)趦蓚€(gè)單元天線的遠(yuǎn)區(qū)任意選定一個(gè)觀察點(diǎn) P(r,??,??)。觀察點(diǎn)改變方向時(shí)，波程差隨之發(fā)生變化，兩個(gè)單元天線輻射場(chǎng)之間的相位差也必然隨之發(fā)生變化。 以二元天線陣為例，這里重點(diǎn)描述直排天線陣的兩種形式。由 n 個(gè)單元天線構(gòu)成的天線陣就稱為 n 元天線陣。 rekLkLIjE j k rm ??? ??? s in )2c o s ()c o s2c o s (60???s in)2c o s ()c o s2c o s ()( kLkLF ?? 3 圖 不同長(zhǎng)度對(duì)稱振子的 E 面 方向性圖 圖 (c)、 (d)、 (e)和 (f)分別為 L=5/4? 、 L=6/4 ? 、 L=7/4? 和 L=2? 對(duì)稱振子的 E 面 方向圖 。 單個(gè)半波對(duì)稱振子可 以 簡(jiǎn)單地單獨(dú)立 使用 ，也可以用作 拋物面天線的饋源，采用多個(gè)半波對(duì)稱振子 還可以 組成天線陣 ]1[ 。 2 2 天線的相關(guān)基礎(chǔ)知識(shí) 各種不同類型天線 對(duì)稱 振子 對(duì)稱振子是一種經(jīng)典的、迄今為止使用最廣泛的 一種 天線 結(jié)構(gòu)形式。然而，對(duì)于比較復(fù)雜的方向 性圖，通常很難僅通過(guò)兩個(gè)平面圖想象出立體圖。 表征天線輻射場(chǎng)空間分布的方向性函數(shù) 如果 通過(guò)二維 、 三維圖形顯示 ， 便 可直觀 、 形象化 地 展示 并 揭示各參量之間的內(nèi)在關(guān)系 。 為了解決這些問(wèn)題， 同時(shí)也 結(jié)合大連海事大學(xué)教改項(xiàng)目的要求， 本文 采用 MATLAB 語(yǔ)言編制 分析 天線陣列特性 的通用 軟件。天線 陣作為移動(dòng) 通信系統(tǒng)的重要 組成部分，其性能好壞對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的工作起著舉足 輕重的作用 。 12 3 MATLAB 語(yǔ)簡(jiǎn)介 8 天 線 的 特 性 參數(shù) 7 水平對(duì)稱 振子 接地線 1 本文的主要工作 1 選題背景與研究 意義 通過(guò)構(gòu)造任意的方向性函數(shù) ，該軟件還 實(shí)現(xiàn)了 自定義 方向性函數(shù) 的 功能， 利用該軟件 可以繪制出 輸入的 規(guī)定范圍內(nèi) 的 此方向性函數(shù) 的 極坐標(biāo) 方向性圖， 同時(shí) 還 可以 返回此圖中最大值所在的位置， 為空間方向角的間隔選取提供參考， 并 能 保存此方向圖的圖片。為了解決這些問(wèn)題，本文 以天線的方向函數(shù)為主要研究對(duì)象 分析天線的方向 特 性 。 作者簽名： 日期： 年 月 日 導(dǎo)師簽名： 日期： 年 月 日 內(nèi) 容 摘 要 天線 陣是移動(dòng) 通信 系統(tǒng)的重要 組成部分 ， 其性能好壞 直接關(guān)系到系統(tǒng)的通信質(zhì)量 。本人完全意識(shí)到本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。 作 者 簽 名： 日 期：