天线近远场变换MATLAB编程

以下是一个MATLAB程序，用于将天线的近场转换为远场。

%% 近场到远场变换
% 定义天线参数
freq = 2.4e9; % 频率
lambda = physconst('LightSpeed')/freq; % 波长
d = lambda/2; % 天线间距
k = 2*pi/lambda; % 波数
L = 4; % 天线数

% 定义近场测量点坐标
x = linspace(-1,1,51)*lambda;
y = linspace(-1,1,51)*lambda;
[X,Y] = meshgrid(x,y);
Z = zeros(size(X));

% 计算近场电场
E_near = zeros(size(X));
for m=1:L
    E_near = E_near + exp(-1j*k*sqrt((X-(m-1)*d).^2+Y.^2+Z.^2));
end

% 计算远场电场
r = sqrt(X.^2+Y.^2+Z.^2);
theta = atan2(Y,X);
phi = atan2(sqrt(X.^2+Y.^2),Z);
E_far = zeros(size(X));
for m=1:L
    E_far = E_far + exp(-1j*k*r)./r.*exp(-1j*k*(m-1)*d*cos(theta)).*sin(phi);
end

% 绘制近场和远场电场图像
figure;
subplot(1,2,1);
imagesc(x/lambda,y/lambda,abs(E_near).^2);
axis equal tight;
xlabel('X/\lambda');
ylabel('Y/\lambda');
title('Near field');
colorbar;
subplot(1,2,2);
imagesc(theta/pi*180,phi/pi*180,abs(E_far).^2);
axis equal tight;
xlabel('\theta (degrees)');
ylabel('\phi (degrees)');
title('Far field');
colorbar;

该程序假设天线是由$L$个等距天线组成的线性阵列，天线间距为$\frac{\lambda}{2}$，频率为2.4 GHz。程序首先定义了近场测量点的坐标，并计算了每个测量点的近场电场。然后，程序计算了每个测量点的距离$r$、俯仰角$\theta$和方位角$\phi$，并将近场电场转换为远场电场。最后，程序绘制了近场和远场电场的图像。