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1、精选文档阵列天线方向图及其MATLAB仿真设计目的认识阵列天线的波束形成原理写出方向图函数运用MATLAB仿真阵列天线的方向图曲线变换各参量观察曲线变化并解析参量间的关系设计原理阵列天线：阵列天线是一类由许多于两个天线单元规则或随机摆列并经过适当激励获取预约辐射特征的特别天线。阵列天线的辐射电磁场是构成该天线阵各单元辐射场的总和矢量和因为各单元的地点和馈电电流的振幅和相位均可以独立调整，这就使阵列天线拥有各种不一样的功能，这些功能是单个天线没法实现的。在本次设计中，谈论的是平均直线阵天线。平均直线阵是等间距，各振源电流幅度相等，而相位挨次递加或递减的直线阵。平均直线阵的方向图函数依照方向图乘积
2、定理，等于元因子和阵因子的乘积。二元阵辐射场：EE1E2EmF(,)ejkr1ejkr2ej2Emr1r2EF(,)cosejkr1r127式中：kdsincos近似二元阵的解析，可以获取N元平均直线振的辐射场：F(,)N1EEmjkreji(kdsincos)eri0令，可获取H平面的归一化方向图函数，即阵因子的方向函数：2A(1sin(N/2)sin(/2)N式中：kdsincos平均直线阵最大值发生在0处。由此可以得出cosmkd这里有两种状况最为重要。1.边射阵，即最大辐射方向垂直于阵轴方向，此时m2，在垂直于阵轴的方向上，各元观察点没有波程差，因此各元电流不需要有相位差。端射振，计最
3、大辐射方向在阵轴方向上，此时m0或，也就是说阵的各元电流沿阵轴方向挨次超前或滞后kd。设计过程本次设计的天线为14元平均直线阵天线，天线的参数为：d=/2，N=14相位滞后的端射振天线。基于MATLAB可实现天线阵二维方向图和三维方向图的图形解析。14元端射振天线H面方向图的源程序为：a=linspace(0,2*pi);b=linspace(0,pi);f=sin(cos(a).*sin(b)-1)*(14/2)*pi)./(sin(cos(a).*sin(b)-1)*pi/2)*14);polar(a,f.*sin(b);title(14元端射振的H面方向图，d=/2,相位=滞后);获取的
4、仿真结果以下列图：元端射振天线三维方向图的源程序为：y1=(f.*sin(a)*cos(b);z1=(f.*sin(a)*sin(b);x1=(f.*cos(a)*ones(size(b);surf(x1,y1,z1);axisequaltitle(14元端设式三维图);获取的仿真结果如图：14元阵列天线的方向图随相位的衰减的代码为：clear;sita=-pi/2:pi/2;lamda=;d=lamda/2;n1=14;beta=2*pi*d*sin(sita)/lamda;z11=(n1/2)*beta;z21=(1/2)*beta;f1=sin(z11)./(n1*sin(z21);F1
5、=abs(f1);figure(1);plot(sita,F1,b);holdon;gridon;xlabel(theta/radian);ylabel(amplitude);title(方向图的衰减);获取的方向图和相位之间的关系图以下列图：当日线各个阵元之间的间隔d=时，波长和方向图之间有必定的关系，此中程序代码以下：clear;sita=-pi/2:pi/2;n=14;d=;lamda1=;beta=2*pi*d*sin(sita)/lamda1;z11=(n/2)*beta;z21=(1/2)*beta;f1=sin(z11)./(n*sin(z21);F1=abs(f1);figur
6、e(1);lamda2=;beta=2*pi*d*sin(sita)/lamda2;z12=(n/2)*beta;z22=(1/2)*beta;f2=sin(z12)./(n*sin(z22);F2=abs(f2);lamda3=;beta=2*pi*d*sin(sita)/lamda3;z13=(n/2)*beta;z23=(1/2)*beta;f3=sin(z13)./(n*sin(z23);F3=abs(f3)plot(sita,F1,b,sita,F2,r,sita,F3,k);gridon;xlabel(theta/radian);ylabel(amplitude);title(方向图与波长的关系);legend(lamda=,lamda=,lamda=);获取的方向图和波长的关系以下列图；从图中可以获取：跟着波长lamda的增大，方向图衰减越慢，收敛性越不是很好。
