给出实验任务对应的matlab代码(针对负载阻抗的不同取值分别绘制5张图像
时间: 2024-10-21 14:14:27 浏览: 31
MATLAB图像分割实验代码
以下是根据实验报告中的要求编写的MATLAB代码,用于计算并绘制传输线上电压反射系数的幅度、相位、电压和电流幅度以及输入阻抗的分布。代码中包含了五个不同的负载阻抗情况:
```matlab
% 传输线参数
Z0 = 50; % 特性阻抗 (Ohm)
f = 1e9; % 中心频率 (Hz)
c = 3e8; % 光速 (m/s)
lambda = c / f; % 波长 (m)
L = 1.25 * lambda; % 传输线长度 (m)
% 负载阻抗列表
ZL_list = [50, 100, 200, 0, inf];
% 定义函数计算反射系数
gamma = @(ZL) (ZL - Z0) / (ZL + Z0);
% 定义函数计算传输线上的反射系数分布
Gamma_z = @(z, gamma) gamma * exp(-1i * 2 * pi * z / lambda);
% 定义函数计算传输线上的电压和电流分布
V_z = @(z, Vg, gamma) Vg * (1 + Gamma_z(z, gamma)) / 2;
I_z = @(z, Vg, gamma) Vg / (2 * Z0) * (1 - Gamma_z(z, gamma));
% 定义函数计算传输线上的输入阻抗
Zin_z = @(z, ZL, gamma) Z0 * (ZL + j * Z0 * tan(2 * pi * z / lambda)) / (Z0 + j * ZL * tan(2 * pi * z / lambda));
% 激励源电压
Vg = 1;
% 归一化位置
z_normalized = linspace(0, L/lambda, 1000);
% 循环处理每个负载阻抗
for i = 1:length(ZL_list)
ZL = ZL_list(i);
% 计算反射系数
gamma_val = gamma(ZL);
% 计算反射系数分布
Gamma_z_val = Gamma_z(z_normalized * lambda, gamma_val);
% 计算电压和电流分布
V_z_val = V_z(z_normalized * lambda, Vg, gamma_val);
I_z_val = I_z(z_normalized * lambda, Vg, gamma_val);
% 计算输入阻抗分布
Zin_z_val = Zin_z(z_normalized * lambda, ZL, gamma_val);
% 绘制反射系数幅度和相位
figure;
subplot(2, 2, 1);
plot(z_normalized, abs(Gamma_z_val));
title(['反射系数幅度 (Z_L = ' num2str(ZL) ')']);
xlabel('位置 (归一化波长)');
ylabel('幅度');
subplot(2, 2, 2);
plot(z_normalized, angle(Gamma_z_val) * 180 / pi);
title(['反射系数相位 (Z_L = ' num2str(ZL) ')']);
xlabel('位置 (归一化波长)');
ylabel('相位 (度)');
% 绘制电压和电流幅度
subplot(2, 2, 3);
plot(z_normalized, abs(V_z_val));
title(['电压幅度 (Z_L = ' num2str(ZL) ')']);
xlabel('位置 (归一化波长)');
ylabel('幅度');
subplot(2, 2, 4);
plot(z_normalized, abs(I_z_val));
title(['电流幅度 (Z_L = ' num2str(ZL) ')']);
xlabel('位置 (归一化波长)');
ylabel('幅度');
% 绘制输入阻抗分布
figure;
subplot(2, 1, 1);
plot(z_normalized, real(Zin_z_val));
title(['输入阻抗实部 (Z_L = ' num2str(ZL) ')']);
xlabel('位置 (归一化波长)');
ylabel('实部 (Ohm)');
subplot(2, 1, 2);
plot(z_normalized, imag(Zin_z_val));
title(['输入阻抗虚部 (Z_L = ' num2str(ZL) ')']);
xlabel('位置 (归一化波长)');
ylabel('虚部 (Ohm)');
end
```
### 说明:
1. **反射系数**:`gamma` 函数计算终端反射系数。
2. **反射系数分布**:`Gamma_z` 函数计算传输线上任意位置的反射系数。
3. **电压和电流分布**:`V_z` 和 `I_z` 函数分别计算传输线上任意位置的电压和电流。
4. **输入阻抗分布**:`Zin_z` 函数计算传输线上任意位置的输入阻抗。
5. **归一化位置**:`z_normalized` 是归一化的传输线位置,单位为波长。
6. **循环处理**:代码中使用循环处理五个不同的负载阻抗,分别为 50Ω、100Ω、200Ω、0Ω 和 ∞Ω。
运行上述代码将生成每种负载阻抗情况下的反射系数幅度和相位、电压和电流幅度以及输入阻抗分布的图表。
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