【正文】 件執(zhí)行該指令，并以圖形或文字的形式將執(zhí)行結(jié)果返回給用戶。圖形用戶界面(Graphical User Interfaces ,GUI)則是由窗口、光標(biāo)、按鍵、菜單、文字說明等對(duì)象 (Objects)構(gòu)成的一個(gè)用戶界面。附加的工具箱（單獨(dú)提供的專用 MATLAB 函數(shù)集）擴(kuò)展了 MATLAB 環(huán)境，以解決這些應(yīng)用領(lǐng)域內(nèi)特定類型的問題。可以直接調(diào)用 ,用戶也可以將 自己編寫的實(shí)用程序?qū)氲?MATLAB 函數(shù)庫中方便自己以后調(diào)用，此外許多的 MATLAB 愛好者都編寫了一些經(jīng)典的程序，用戶可以直接進(jìn)行下載就可以用 。 MATLAB 的基本數(shù)據(jù)單位是矩陣，它的指令表達(dá)式與數(shù)學(xué)、工程中常用的形式十分相似，故用 MATLAB 來解算問題要比用 C， FORTRAN 等語言完成相同的事情簡(jiǎn)捷得多，并且 MATLAB也吸收了像 Maple等軟件的優(yōu)點(diǎn) ,使 MATLAB無線系統(tǒng)中天線 特性分析軟件的編制 17 成為一個(gè)強(qiáng)大的數(shù)學(xué)軟件。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。它將數(shù)值分析、矩陣計(jì)算、科學(xué)數(shù)據(jù)可視化以及非線性動(dòng)態(tài)系統(tǒng)的建模和仿真等諸多強(qiáng)大功能集成在一個(gè)易于使用的視窗環(huán)境中，為科學(xué)研究、工程設(shè)計(jì)以及必須進(jìn)行有效數(shù)值計(jì)算的眾多科學(xué)領(lǐng)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(shè)計(jì)語言（ 如C、 Fortran）的編輯模式，代表了當(dāng)今國際科學(xué)計(jì)算軟件的先進(jìn)水平。 因?yàn)?GPDPDP inAin ??? ? ,所以天線在最大輻射方向上的輻射場(chǎng)還如下式所示， r GPr DPrE inm a x 6060)( ?? ? () 其中 F 是場(chǎng)強(qiáng)方向函數(shù)。0 4 ?? ? AA DUUUUG ?? ??? 0m a x39。 000 )(),()( ),(20200m a xPPMMPPMMPP ininin rErErS rSU UG?????? ???? () 假設(shè)天線的輸入功率能夠完全輻射到自由空間，則輸入功率折合的假想的平均輻射強(qiáng)度為 ?439。可以用數(shù)學(xué)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 是比天線方向性系數(shù)更全面的反映天線對(duì)總的射頻功率的有效利用程度。 天線的增益系數(shù) 平時(shí)也簡(jiǎn)稱天線最大增益或天線增益。由于天線導(dǎo)體直流電阻值 R(導(dǎo)體 )是在直流或均勻分布電流情 況下測(cè)出的，而一般情況下天線上的電流振幅分布 I(z)往往是不均勻的。 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(dǎo)體電阻、介質(zhì)漏電導(dǎo)以及其他因素引起的。 如，電流元的方向性系數(shù) D = 22)/(80 )/(120 ?? ??ll =； 半波對(duì)稱振子方向性系數(shù)為 D = ? =； 全波對(duì)稱振子的方向性系數(shù)為 D = 19921202? =。 定義 2．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； 定義 3．相同距離、相同輻射功率條件下天線最大輻射方向的場(chǎng)強(qiáng)與無方向性理想點(diǎn)源場(chǎng)強(qiáng)的平 方之比。通常如果不特別指出，就以最大輻射方向的方向性系數(shù)作為定向天線的方向性系數(shù)。 任一定向天線的方向性系數(shù)是指在接收點(diǎn)產(chǎn)生相等電場(chǎng)強(qiáng)度的條件下，非定向天線的總輻射功率對(duì)該定向天線的總輻射功率之比 。 方向性系數(shù)是用來 表示天線 某一個(gè)方向集中輻 射電磁波程度（即方向性圖的尖銳程度）的一個(gè)參數(shù)。與共軸線排列的耦合對(duì) 稱振子相似，隨距離 d1增大齊平排列的耦合對(duì)稱振子互電阻和互電抗的變化幅度也是逐漸減小。從圖中可以看出，隨距離 s 增大，互電阻 R12和互電抗 X12的變化幅度逐漸減小。 利用感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)法可求得互電阻和互電抗的計(jì)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(duì)稱振子 (l1 = l2 = l = ?)互電阻和互電抗隨距離的變化的曲線。 從式 ()中解出兩個(gè)振子的輻射阻抗，然后再代入式 ()；或 者從式 ()中解出感應(yīng)輻射阻抗，然后再把它代入式 ()都可以得到下面的輻射阻抗方程式。耦合對(duì)稱振子等效電壓方程式還可以利用圖 中的 4 端網(wǎng)絡(luò)來幫助記憶。 顯然振子 1 的附加電壓 12U? 應(yīng)與振子 2 的電流 2MI? 成正比；而振子 2 的附加電壓 21U? 應(yīng)與振子 1 的電流 1MI? 成正比，即 2112122112212112 ZIZIUZIZIU MgMMgM ?????? ???? 和 () 上式中， Z12是在振子 2 影響下振子 1 的互輻射阻抗；而 Z21是在振子 1 影響下振子 2 的互輻射阻抗。 振子 1 和振子 2 總的輻射復(fù)功率分別為 2221212111 SSSSSS ?????? ???? ?? 和 () 設(shè) 22222221212222222111211212211111||2 , ||2 , ||2,|| 2 , || 2 , || 2MMgMMMgMISZISZISZISZISZISZ?????????????????????? () (242) 把式 ()和式 ()相比較，就能得到耦合對(duì)稱振子的阻抗方程式 2221212111 ZZZZZZ gg ???? ?? 和 () 設(shè)耦合對(duì)稱振子的 等效 電壓滿足以下關(guān)系： ???? ?? 222111 21 21 MM IUSIUS ?????? 和 () 式中等效電壓只是由兩 個(gè)振子各自的電流和輻射復(fù)功率 計(jì)算 出來的復(fù)數(shù)電壓，它們并不是對(duì)稱振子上某處的電壓。 12S? －振子 1 受振子 2 影響所產(chǎn)生的額外的輻射復(fù)功率（假設(shè)振子 1 仍保持原來的波腹電流不變），稱為感應(yīng)輻射復(fù)功率。 耦合對(duì)稱振子的輻射阻抗 : 天線陣中的對(duì)稱振子由于受鄰近對(duì)稱振子輻射場(chǎng)和感應(yīng)場(chǎng)的影響而使其上的電壓和電流發(fā)生變化，輻射復(fù)功率也隨之發(fā)生變化，這時(shí)對(duì)稱振子的特性與孤立時(shí)的不同，稱為耦合對(duì)稱振子。)39。2s i n (39。2c o s ()39。39。2s i n ()39。2c o s ()39。39。j39。2s in (1239。2s in(11?? () 于是，等效衰減常數(shù)為 ?????? ??? ?lllWRWRAA39。 可以證明，對(duì)稱振子的等效 平均分布電阻可以用輻射電阻 R? 來計(jì)算，即 ?????? ?? ?lllRR39。 ≈ ? 。我們可以用對(duì)稱振子的平均特性阻抗來代替平行雙線的特性 阻抗，即 ? ??? lA a lzazlW 0 )12( ln1 2 0d2ln1 2 01 () 從上式可以看出，對(duì)稱振子越細(xì)、越長(zhǎng)其平均特性阻抗 WA越大；反之，對(duì)稱振子越粗、越短其平均特性阻抗 WA越小。 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 7 圖 對(duì)稱振子平均特性阻抗示意圖 由于對(duì)稱振子不是均勻分布參數(shù)系統(tǒng)，因此不能用式 ()計(jì)算它的特 性阻抗。事實(shí)上，即使是設(shè)計(jì) 調(diào)試很好的天線，其輸入阻抗中，總還有一個(gè)小的電抗分量值。即 Zin=Rin+Xin。 因?yàn)楦麟娏髟椛鋱?chǎng)均為 ?? 方向 ,故矢量場(chǎng)疊加可變成代數(shù)相加或積分 無線系統(tǒng)中天線 特性分析軟件的編制 6 ????????????????l zrMllzrMlzzlrIEEzzlrIEE0 2c o sj2j0 2201c o sj1j011de)](s i n [e s i n 60jdde)](s i n [e s i n 60jd21????????????() 整個(gè)對(duì)稱振子的輻射場(chǎng)電場(chǎng)強(qiáng)度矢量為 rM llrIEErE ?? ? ????? j21 es i n )c o s ()c o sc o s (60j),( ????? () 與電流元一樣，對(duì)稱振子仍應(yīng)滿足 0??? EH ? () 對(duì)稱振子的輸入阻抗 天線輸入端電壓與信號(hào)電流之比，稱為天線的輸入阻抗。 已知電流元的輻射場(chǎng)為 rr lIrIljrEE ?? ???? jrj0 e s i n 60jes i n2),( ?? ??????? () 在對(duì)稱振子的左臂 z1點(diǎn)處和右臂 z2點(diǎn)處各選定一個(gè)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(diǎn)遠(yuǎn)離對(duì) 稱振子，故可以近似認(rèn)為 ?1 = ?2 = ? 。≈ ? 。 ? 39。s in [ 0 )](39。 無線系統(tǒng)中天線 特性分析軟件的編制 4 對(duì)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(rèn)為對(duì)稱振子上的電流分布為純駐波分布。最佳加權(quán)函數(shù)定義為保證給定的副瓣電平條件下使主瓣加寬最小。 圖 2 4d?? ， 60m??? 時(shí)均勻直線陣二維方向圖 干擾多數(shù)情況從副瓣進(jìn)入，所以若設(shè)計(jì)超低副瓣天線，則可以大大抑制干擾，這是天線設(shè)計(jì)的中心任務(wù)之一。相位掃描直線陣不出現(xiàn)柵瓣的條件是11 |cos |d m?