用 Matlab(或其他编程语言)画出中心频率为217mhz的半波长偶极子天线的理论方向图(极坐标系,log scale),并计算半功率波瓣宽度和方向性系数。
时间: 2024-03-21 10:38:07 浏览: 127
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以下是一个MATLAB代码示例,用于绘制中心频率为217MHz的半波长偶极子天线的理论方向图,并计算半功率波瓣宽度和方向性系数:
```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
% 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), ~, ~] = dipole_pattern(theta(i), phi(j));
end
end
% 绘制方向图
figure;
polarplot(phi * pi / 180, 20*log10(abs(E) / max(abs(E(:)))));
title('Theoretical Radiation Pattern of Half-Wavelength Dipole Antenna');
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,我们定义了半波长偶极子天线辐射函数,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。
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