用上面的半波偶极子天线组成由10个天线单元组成的线阵,天线间距为半波长,用Matlab计算阵列天线在单元间相位差β = 180度时的方向图、方向性系数、半功率宽度
时间: 2024-03-21 13:38:17 浏览: 209
antenna3.tar.gz_matlab 天线相位_一维天线阵_半波长偶极子_单元方向图_振子天线阵列
5星 · 资源好评率100%
以下是一个MATLAB代码示例,用于绘制10个天线单元组成的线阵,天线间距为半波长,单元间相位差β = 180度时的方向图、方向性系数、半功率宽度:
```matlab
% 定义常量
c = 3e8; % 光速
fc = 217e6; % 中心频率
lambda = c / fc; % 波长
L = lambda / 2; % 天线长度
d = L / 2; % 天线间距
% 定义单元间相位差
beta = pi;
% 定义半波长偶极子天线辐射函数
function [E, theta, phi] = dipole_pattern(thetadeg, phideg)
% 将角度转换为弧度
theta = thetadeg * pi / 180;
phi = phideg * pi / 180;
% 计算电场
k = 2 * pi / lambda;
r = [sin(theta) * cos(phi); sin(theta) * sin(phi); cos(theta)];
E = (1j * 60 * pi / k^2 * exp(-1j * k * L / 2) * (cos(theta) * [1; 0; 0] + sin(theta) * [0; 1; 0])) .* (exp(-1j * k * r * 1/2) ./ (2 * pi * r));
end
% 计算阵列天线辐射函数
function [Ea, theta, phi] = array_pattern(thetadeg, phideg, M, beta)
% 将角度转换为弧度
theta = thetadeg * pi / 180;
phi = phideg * pi / 180;
% 计算单元间相位差
dphi = beta * (0:M-1)';
% 计算单元电场
E = zeros(3, M);
for i = 1:M
[E(:,i), ~, ~] = dipole_pattern(theta, phi - dphi(i));
end
% 计算阵列电场
Ea = sum(E, 2);
end
% 计算方向图
theta = 0:0.5:180; % 俯仰角
phi = 0:0.5:360; % 方位角
E = zeros(length(theta), length(phi));
for i = 1:length(theta)
for j = 1:length(phi)
[E(i,j), ~, ~] = array_pattern(theta(i), phi(j), 10, beta);
end
end
% 绘制方向图
figure;
polarplot(phi * pi / 180, 20*log10(abs(E) / max(abs(E(:)))));
title('Theoretical Radiation Pattern of Dipole Antenna Array');
ylabel('Normalized Power (dB)');
thetamax = find(max(max(abs(E))) == abs(E));
hp = polarplot(phi(thetamax) * pi / 180, 20*log10(abs(E(:,thetamax)) / max(abs(E(:)))), '-.');
set(findall(gca, 'Type', 'Line'), 'LineWidth', 2);
set(hp, 'LineWidth', 2);
legend('Theoretical Pattern', 'Half Power Beam Width');
grid on;
% 计算半功率波瓣宽度
HPBW = 2 * (phi(thetamax(end)) - phi(thetamax(1) + 1));
% 计算方向性系数
D = 4 * pi / (sum(sum(abs(E).^2)) * (180 / pi)^2);
disp(['Half Power Beam Width: ', num2str(HPBW), ' degrees']);
disp(['Directivity: ', num2str(10*log10(D)), ' dBi']);
```
在这个示例代码中,我们定义了单元间相位差为180度的半波长偶极子天线线阵,并使用一个简单的测试代码来绘制方向图、计算半功率波瓣宽度和方向性系数。注意,在实际应用中需要根据具体情况进行调整和优化。
阅读全文