1、阵列天线方向图 MATLAB 仿真一 实验要求1. 运用 MATLAB 仿真 16 单元阵列天线的方向图。2. 变换 和 d 观察曲线变化。二 实验原理1. 阵列天线:阵 列 天 线 是 一 类 由 不 少 于 两 个 天 线 单 元 规 则 或 随 机 排 列 并通 过 适 当 激 励 获 得 预 定 辐 射 特 性 的 特 殊 天 线 。阵 列 天 线 的 辐 射 电 磁 场 是 组 成 该 天 线 阵 各 单 元 辐 射 场 的 总 和 矢 量 和 由于 各 单 元 的 位 置 和 馈 电 电 流 的 振 幅 和 相 位 均 可 以 独 立 调 整 , 这 就 使 阵 列 天线 具 有
2、各 种 不 同 的 功 能 , 这 些 功 能 是 单 个 天 线 无 法 实 现 的 。2.方向图原理:对 于 单 元 数 很 多 的 天 线 阵 , 用 解 析 方 法 计 算 阵 的 总 方 向 图相 当 繁 杂 。 假 如 一 个 多 元 天 线 阵 能 分 解 为 几 个 相 同 的 子 阵 , 则 可 利 用 方 向 图相 乘 原 理 比 较 简 单 地 求 出 天 线 阵 的 总 方 向 图 。 一 个 可 分 解 的 多 元 天 线 阵 的方 向 图 , 等 于 子 阵 的 方 向 图 乘 上 以 子 阵 为 单 元 天 线 阵 的 方 向 图 。 这 就 是 方向 图 相 乘
3、 原 理 。 一 个 复 杂 的 天 线 阵 可 考 虑 多 次 分 解 , 即 先 分 解 成 大 的 子 阵 ,这 些 子 阵 再 分 解 为 较 小 的 子 阵 , 直 至 得 到 单 元 数 很 少 的 简 单 子 阵 为 止 , 然 后再 利 用 方 向 图 相 乘 原 理 求 得 阵 的 总 方 向 图 。 这 种 情 况 适 应 于 单 元 是 无 方 向 性的 条 件 , 当 单 元 以 相 同 的 取 向 排 列 并 自 身 具 有 非 均 匀 辐 射 的 方 向 图 时 , 则 天线 阵 的 总 方 向 图 应 等 于 单 元 的 方 向 图 乘 以 阵 的 方 向 图 。
4、三、仿真结果16 单 元 天 线 方 向 图 , =0, d=2/16 单 元 天 线 方 向 图 , =0, d=16 单 元 天 线 方 向 图 , =20, d=2/16 单 元 天 线 方 向 图 , =20, d=结果分析:经过仿真结果实现了 16 单元天线方向图,并分别在 d=2/ 时 在 =0, =20方 向 形 成 波 束 。 在 d= 时 , 通 过 对 比 d=2/ 时 的 曲 线 可 以 发 现 随着 阵 元 之 间 间 隔 的 增 加 , 方 向 图 衰 减 越 快 , 主 次 瓣 的 差 距 越 大 , 次 瓣 衰 减 越快 , 效 果 越 好 。四、源代码1. cl
5、ear; theta=-pi/2:0.01:pi/2; lamda=0.03; d=lamda/2; n1=16; beta=2*pi*d*sin(theta)/lamda; z11=(n1/2)*beta; z21=(1/2)*beta; f1=sin(z11)./(n1*sin(z21); F1=abs(f1); figure(1); plot(theta,F1,b); xlabel(theta/radian); ylabel(amplitude); legend(n=16);2. clear; theta=-pi/2:0.01:pi/2; lamda=0.03; d=lamda; n1=
6、16; beta=2*pi*d*sin(theta)/lamda; z11=(n1/2)*beta; z21=(1/2)*beta; f1=sin(z11)./(n1*sin(z21); F1=abs(f1); figure(1); plot(theta,F1,b); xlabel(theta/radian); ylabel(amplitude); legend(n=16);3. clear; theta=-pi/2:0.01:pi/2; lamda=0.03; d=lamda/2; n1=16; beta=2*pi*d*(sin(theta)-pi/9)/lamda; z11=(n1/2)*
7、beta; z21=(1/2)*beta; f1=sin(z11)./(n1*sin(z21); F1=abs(f1); figure(1); plot(theta,F1,b); xlabel(theta/radian); ylabel(amplitude); legend(n=16);4. clear; theta=-pi/2:0.01:pi/2; lamda=0.03; d=lamda; n1=16; beta=2*pi*d*(sin(theta)-pi/9)/lamda; z11=(n1/2)*beta; z21=(1/2)*beta; f1=sin(z11)./(n1*sin(z21); F1=abs(f1); figure(1); plot(theta,F1,b); xlabel(theta/radian); ylabel(amplitude); legend(n=16);