用MATLAB求解半波长偶极子的辐射方向图
时间: 2023-10-23 14:08:25 浏览: 86
求解半波长偶极子的辐射方向图可以采用MATLAB中的PDE工具箱。具体步骤如下:
1. 构建偶极子模型
可以使用PDE工具箱中的“createpdee”函数构建偶极子模型。偶极子可以看作是一个长为λ/2的导体棒,其中λ是辐射波长。可以使用PDE工具箱中的“rectangular”函数创建一个长为λ/2,宽为λ/20的矩形。
```matlab
model=createpde();
geometry=rectangularGeometry('Length',lambda/2,'Width',lambda/20);
model.Geometry=geometry;
```
2. 定义偶极子边界条件
偶极子的两端可以看作是电流源,需要分别施加电流边界条件。可以使用PDE工具箱中的“applyBoundaryCondition”函数定义偶极子的边界条件。
```matlab
% 定义左端点电流边界条件
applyBoundaryCondition(model,'dirichlet','Edge',1,'u',-I0);
% 定义右端点电流边界条件
applyBoundaryCondition(model,'dirichlet','Edge',3,'u',I0);
```
3. 设置求解器和求解参数
可以使用PDE工具箱中的“structural”函数设置求解器和求解参数。这里选择使用“eigenanalysis”求解器,求解偶极子的辐射模式。
```matlab
specStruct=spectralStruct('eigenanalysis');
specStruct.UseFullMatrix=true;
specStruct.NumEigenvalues=10;
model.SolverOptions=specStruct;
```
4. 求解并绘制辐射方向图
可以使用PDE工具箱中的“solve”函数求解偶极子模型,并使用“pdeplot”函数绘制辐射方向图。
```matlab
% 求解模型
results=solve(model);
% 绘制辐射方向图
pdeplot(model,'XYData',real(results.NodalSolution),'ZData',zeros(size(results.NodalSolution)),'ColorMap','jet','Title','Radiation Pattern')
```
完整的MATLAB代码如下:
```matlab
% 定义常数
c=3e8;
f=1e9;
lambda=c/f;
I0=1;
% 构建偶极子模型
model=createpde();
geometry=rectangularGeometry('Length',lambda/2,'Width',lambda/20);
model.Geometry=geometry;
% 定义左端点电流边界条件
applyBoundaryCondition(model,'dirichlet','Edge',1,'u',-I0);
% 定义右端点电流边界条件
applyBoundaryCondition(model,'dirichlet','Edge',3,'u',I0);
% 设置求解器和求解参数
specStruct=spectralStruct('eigenanalysis');
specStruct.UseFullMatrix=true;
specStruct.NumEigenvalues=10;
model.SolverOptions=specStruct;
% 求解模型
results=solve(model);
% 绘制辐射方向图
pdeplot(model,'XYData',real(results.NodalSolution),'ZData',zeros(size(results.NodalSolution)),'ColorMap','jet','Title','Radiation Pattern')
```