【正文】 無線系統(tǒng)中天線 特性分析軟件的編制 37 參考文獻 [1]欒秀珍 邰佑誠等編．天線與電波傳播．大連：大連海事大學出版社， 2020年 [2]張平等 .MATLAB基礎與應用 .北京：北京航空航天大學出版社， 2020年 [3]羅華飛． MATLAB GUI設計學習手記．北京：北 京航空航天大學出版社， 2020年 [4]鄭阿奇主編 ，曹戈 趙陽編著 .北京：電子工業(yè)出版社， 2020年 [5]宋 錚 張建華等編．天線與電波傳播．西安：西安電子科技大學出版社， 2020年 [6]張志涌 精通 MATLAB [M]．北京：北京航空航天大學出版社， 2020 [7]WU Di1, OH ISH I BA SH I H idekazu2, SEO Kazuyuk i2, I NA GA K IN aoki3 . A Novel Method for Designing DualFrequency Slot Patch Antennas with Two Polarizations[J]. IEEE Trans. Signal Processing,2020,24(2):1424 [8]楊淑瑩 編．模式識別與智能計算： MATLAB 技術實現(xiàn)．電子工業(yè)出版社 , 2020年 [9]李維波 編． MATLAB 在電氣工程中的應用．中國電力出版社 , 2020年 [10]王曼珠． MATLAB在天線方向圖中的應用于研究 [J]．電氣電子教學學報， 2020,26(4):2327 [11]（美）馬卡洛夫 著，許獻國 譯．通信天線建模與 MATLAB仿真分析．北京郵電 大學出版社 , 2020年 [12]曾永西 , 基于 Matlab 的對稱振子天線分析 [J]. 泉州師范學院學報 (自然科 學 ),2020,27(2):3032 [13]陳天祿，郭燕紅 .陣列天線方向圖的 MATLAB實現(xiàn) [J]. 西藏大學學報 (自 然科學版 ),2020,25(1):103107 [14]黃建興，李宏明 . 艦艇短波通信寬帶鞭天線技術的綜述 [J] .海軍電子工程學院 學報， [15]秦襄培 編． MATLAB圖像處理與界面編程寶典．電子工業(yè)出版社 , 2020年 [16]顧洪軍 , 郭穎 , 薛頂柱 . 基于 Matlab的旋轉拋物面天線幾種特性的仿真分析 [J]. 長春工業(yè)大學學報 (自然科學版 ),2020,30(5):561567 [17]戴晴，黃紀軍，莫錦軍 編．現(xiàn)代微波與天線測量技術．電子工業(yè)出版社 , 2020 年 [18]（美）格羅斯 著，何業(yè)軍，桂良啟，李霞 譯．智能天線（ MATLAB版）．電子工 業(yè)出版社 , 2020年 [19]秦順友 ,潘曉元 ,劉阿翔 . 計算機及軟件在地球站天線方向圖測量中的應用 [J]. 電子測量與儀器學報， 1997,11(4):58 無線系統(tǒng)中天線 特性分析軟件的編制 38 [20]張立東， MATLAB 語言在天線設計中的運用 [J]. 制導與引信 ,2020,25(1):3437 。在整個畢業(yè)設計過程中，欒老師給我提出了很多建議，給予 了我耐心的指導，同時欒老師的幫助和監(jiān)督指導，幫助了我順利完成了畢業(yè)設計，在這對老師表示由衷的感謝。 做這次課題的過程中遇到了很多問題，在理論上和實際過程中都遇到過挫折。雖然最后選擇了用 MATLAB 的 GUI 實現(xiàn)，但卻從中學到了很多東西。要根據(jù)編輯框里的輸入字符串來計算，大致過程如下 ：首先輸入表達式字符串，其次要解析表達式：區(qū)分數(shù)字、括號和運算符 再次要語法檢查：表達式是否正確，符合語法，如括號匹配、加號前后都應該是數(shù)字等，最后是表達式計算。由于在平時學習時就對微波和天線有著濃厚的興趣，所以我選擇了天線系統(tǒng)中天線特性分析軟件的編制這個課題。 無線系統(tǒng)中天線 特性分析軟件的編制 36 從上述分析可知，使直線陣中各單元電流的振幅自陣中向兩邊遞減，就可以降低副瓣電平以至完全消除副瓣，這樣我們就可以通過調整電流振幅分布來設計出所需要的天線方向圖。由圖 4 可以看出，不同的振幅分布將產(chǎn)生主瓣寬度與副瓣電平都不同的方向圖，圖 4(a)中振幅由中心向兩邊遞加，其方向圖副瓣最大；圖 4(b)為均勻直線陣，其主瓣最窄，但副瓣也比較大；圖 4(c)、 (d)隨著中心向兩邊遞減幅度增大，副瓣越來越小，但主瓣越來越寬；當振幅呈二項系數(shù)分布時，由圖 4 (e)可知，副瓣完全消失，但主瓣也變得最寬，而且電流振幅自陣中心向兩邊遞減的梯度太大，給饋電 帶來很大的困難。我們假設直線陣是由 n 個電流元組成的。圖 2 中 (i)、 ( j)、 ( k)、(l) 是 (e)、 (f)、 (g)、 (h)的三維立體方向圖。比較圖2( f)與 (g)可以看出強方向端射陣比普通端射陣主瓣要窄的多，但其副瓣電平也比較大。 無線系統(tǒng)中天線 特性分析軟件的編制 34 根據(jù)公式（ 1） ~（ 5），利用 MATLAB 程序，可以繪制出均勻直線陣方向圖，如圖 2 所示， ( a) 、 (b) 是八元邊射式直線陣無柵瓣和有柵瓣的 E 面方向圖，圖2 中 (c)、 ( d)是八元普通端射陣無柵瓣和有柵瓣的 E 面方向圖，方向圖中應該避免出現(xiàn)柵瓣。得到曲線 ： 圖 輸入電抗曲線界面 改變均勻直線陣相鄰電流相位差 a 將引起方向圖最大輻射方向相應地變化。得到曲線如下圖所示： 無線系統(tǒng)中天線 特性分析軟件的編制 32 圖 輸入阻抗曲線繪制界面 輸入電抗曲線繪制：點擊主界面輸入電抗曲線繪制按鈕，進入輸入曲線繪制界面。 無線系統(tǒng)中天線 特性分析軟件的編制 31 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。同理可以輸入計算虛部計算公式，計算結果為 ，通過計算驗證結果基本正確。 無線系統(tǒng)中天線 特性分析軟件的編制 29 圖 計算輸入電阻界面 2：互輻射阻抗功能的驗證。輸入a=， b=， l=7， WA=340，輸入電抗計算公式如圖，點擊輸入電抗按鈕。 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 。,20)。,39。) plot(t(i_max),y_max,39。 plot(t,y) hold on plot(t,zeros(size(t)),39。maxinum39。,num2str(y_max)]。 y_text=[39。t=39。 [y_max,i_max]=max(y)。 t=0::l。String39。))。 a=str2double(get(, 39。String39。))。 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。,20)。,39。) plot(t(i_max),y_max,39。 plot(t,y) hold on 無線系統(tǒng)中天線 特性分析軟件的編制 27 plot(t,zeros(size(t)),39。maxinum39。,num2str(y_max)]。 y_text=[39。t=39。 [y_max,i_max]=max(y)。 t=0::l。String39。))。 a=str2double(get(, 39。String39。))。 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。,s)。 set(,39。))。 w=str2double(get(, 39。String39。,m) 以實現(xiàn)對方向性系數(shù)的運算。 set(,39。 k=e。string39。))。 f=str2double(get(, 39。String39。,m)。 set(,39。 z=int(int(e,y,c,d),a,b)。string39。))。 d=str2double(get(, 39。String39。))。 無線系統(tǒng)中天線 特性分析軟件的編制 26 b=str2double(get(, 39。String39。 3）計算方向性系數(shù)和增益系數(shù) 因方向性系數(shù)和增益系數(shù)的關系為： G=D*η ,所以，方向性系數(shù)和增益系數(shù)可以通過一個界面實現(xiàn)。,m)。 set(,39。 z1=int(e,z,k1,k2)。string39。))。 k2=str2double(get(, 39。String39。))。 a= str2double(get(, 39。String39。))。 d1=str2double(get(, 39。String39。))。 l1= str2double(get(, 39。,m) 即可實現(xiàn)輸入電阻的計算。 set(,39。 z1=e。string39。))。 WA=str2double(get(, 39。String39。))。 b=str2double(get(, 39。String39。,m) 在輸入阻抗的 Callback 函數(shù)中添加代碼如下： syms z。 set(,39。 z1=e。string39。))。 WA=str2double(get(, 39。String39。))。 b=str2double(get(, 39。String39。 2:子對 話框代碼的添加 輸入阻抗 在輸入電抗的 Callback 函數(shù)中添加代碼如下： syms z。untitledaplot2。untitledaplot1。untitledaplot1。 untitleda。untitleda1。 untitleda2。 無線系統(tǒng)中天線 特性分析軟件的編制 20 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。 無線系統(tǒng)中天線 特性分析軟件的編制 19 圖 Matlab GUI界面 選擇默認設置，點擊 OK 按鈕，彈出對話框，在對話框中添加三個按鈕，雙擊按鈕，在 Property Inspector 選項中將三個按鈕的名稱分別改為輸入阻抗 互輻射阻抗 方向性系數(shù)和增益系數(shù)。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。相應地， GUI 程序設計可以分為界面設計和程序設計兩部分。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 18 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。用戶輸入某一指令，系統(tǒng)通過調用軟件、硬件資源執(zhí)行該指令，并以文字的形式返回執(zhí)行結果。 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)行某項功能的指令，該軟件利用硬件、其他軟