相控阵天线均匀面阵方向图(六)-----方向图函数的不同表达形式
基本问题
如何通过不同的表达式得到均匀面阵的方向图
源代码
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
% 均匀面阵方向图的三种不同的表达式
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%clc;
close all;
clear all;%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
% 参数设置
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
% theta是俯仰角 fine是方位角
c=3e8; % 光速
f=3e10; % 载波频率
lamda=c/f; % 波长
d=lamda/2; % 阵元间距
M=8;N=8; % 8*8的矩阵
% 波束指向角度(theta0,fine0)=(45,180)
theta0=45;
fine0=180;
theta=1:1:90; % 俯仰角取值范围
fine=1:1:360; % 方位角取值范围
x=d*(0:M-1);
y=d*(0:N-1);
z=0; % 阵元位置(x,y,z)r=0;f1=[];f2=[];f3=[];%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
% 第一种表达式
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
for i=1:length(theta) % 俯仰角取值范围for j=1:length(fine) % 方位角取值范围% 64个阵元功率叠加for p=1:M % xfor q=1:N % yposition=[x(p) y(q) 0]; %阵元的位置坐标direction_vector0=[sind(theta0)*cosd(fine0) sind(theta0)*sind(fine0) cosd(theta0)];direction_vector=[sind(i) * cosd(j) sind(i) * sind(j) cosd(i)]; % 单位方向矢量w=exp(1i*position*direction_vector0.'/c*2*pi*f); % 权值v=exp(1i*position*direction_vector.'/c*2*pi*f); % 相对于原点接收到的归一化的信号r=r+w'*v; % 64个阵元功率叠加 '表示共轭转置 .'表示转置
% r=r+exp(1i*2*pi/lamda*(x(p)*(sind(i) * cosd(j)-sind(theta0)*cosd(fine0)) + y(q)* (sind(i) * sind(j)-sind(theta0)*sind(fine0)) ) );endendf1(i,j)=r; % 将64个阵元的合成场强放到对应的扫描角度上r=0; % 每扫描一个角度时,将上一个角度的64个阵元功率清0end
end
F1=abs(f1); % 取实部
figure(1)
mesh(fine,theta,F1);
xlabel('方位角');ylabel('俯仰角');zlabel('方向图');%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
% 第二种表达式
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
for i=1:length(theta) % 俯仰角取值范围for j=1:length(fine) % 方位角取值范围% 64个阵元功率叠加for p=1:M % xfor q=1:N % yr=r+exp(1i*2*pi/lamda*(x(p)*(sind(i) * cosd(j)-sind(theta0)*cosd(fine0)) + y(q)* (sind(i) * sind(j)-sind(theta0)*sind(fine0)) ) );endendf2(i,j)=r; % 将64个阵元的合成场强放到对应的扫描角度上r=0; % 每扫描一个角度时,将上一个角度的64个阵元功率清0end
end
F2=abs(f2); % 取实部
figure(2)
mesh(fine,theta,F2); hold on;
xlabel('方位角');ylabel('俯仰角');zlabel('方向图'); %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
% 第三种表达式
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
for i=1:length(theta) % 俯仰角取值范围for j=1:length(fine) % 方位角取值范围t1(i,j)=2*pi/lamda*d*( sind(i) * cosd(j) - sind(theta0)*cosd(fine0) );F1(i,j)=sin(M/2*t1(i,j))/sin(1/2*t1(i,j));t2(i,j)=2*pi/lamda*d*( sind(i) * sind(j) - sind(theta0)*sind(fine0) );F2(i,j)=sin(N/2*t2(i,j))/sin(1/2*t2(i,j));f3(i,j)= F1(i,j)*F2(i,j);end
end
F3=abs(f3);% 取实部
figure(3)
mesh(fine,theta,F3);
xlabel('方位角');ylabel('俯仰角');zlabel('方向图');%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
% 第4种表达式
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
% 权值
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
W =[];
for m=1:Mfor n=1:Nx = (m-1)*sind(theta0)*cosd(fine0)+(n-1)*sind(theta0)*sind(fine0)+0;% 波程差W(m,n) = exp(1j*2*pi*f*d*x/c); end
end
W1=reshape(W,[],1); % 将8*8的矩阵变成64*1的向量%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
% 开始目标搜索过程
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
E=[];
for p = 1:length(theta)for q = 1:length(fine) for m=1:Mfor n=1:N%-------权值扫描x = (m-1)*sind(theta(p))*cosd(fine(q))+(n-1)*sind(theta(p))*sind(fine(q));V(m,n) = exp(1j*2*pi*f*d*x/c); % 方向矢量的求解endendV1=reshape(V,[],1); % 将8*8的矩阵变成64*1的向量E(p,q)=W1'*V1;% 相控阵天线的方向图E(p,q)=abs(E(p,q));end
end
figure(4)
mesh(fine,theta,E);
xlabel('方位角');ylabel('俯仰角');zlabel('方向图');
仿真结果
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