基于matlab的天线方向图

影响天线方向图的因素

方向图随N变化的代码

sita=-pi/2:0.01:pi/2
lamda=0.03
d=lamda/4n1=4
beta=2*pi*d*sin(sita)/lamda
z11=(n1/2)*beta
z21=(1/2)*beta
f1=sin(z11)./(n1*sin(z21))
F1=abs(f1)
figure(1)
plot(sita,F1,'b')
hold on
n2=6
beta=2*pi*d*sin(sita)/lamda
z12=(n2/2)*beta
z22=(1/2)*beta
f2=sin(z12)./(n1*sin(z22))
F2=abs(f2)
plot(sita,F2,'r')
hold on
n3=9
beta=2*pi*d*sin(sita)/lamda
z13=(n3/2)*beta
z23=(1/2)*beta
f3=sin(z13)./(n1*sin(z23))
F3=abs(f3)plot(sita,F3,'k')
hold off
grid on
xlabel('theta/radian')
ylabel('amplitude')title('方向图与阵列个数的关系')legend('n=4’','n=6','n=9')

结论：随着阵列个数的n的增加，方向图衰减的越快，效果就越好

方向图随波长lamda变化的代码

sita=-pi/2:0.01:pi/2
n=9
d=0.0002
lamda1=0.002
beta=2*pi*d*sin(sita)/lamda1
z11=(n/2)*beta
z21=(1/2)*beta
f1=sin(z11)./(n1*sin(z21))
F1=abs(f1)
figure(1)plot(sita,F1,'b')
hold on
lamda2=0.003
beta=2*pi*d*sin(sita)/lamda2
z12=(n/2)*betaz22=(1/2)*beta
f2=sin(z12)./(n1*sin(z22))
F2=abs(f2)plot(sita,F2,'r')
hold on
lamda3=0.004
beta=2*pi*d*sin(sita)/lamda3
z13=(n/2)*beta
z23=(1/2)*beta
f3=sin(z13)./(n1*sin(z23))
F3=abs(f3)plot(sita,F3,'k')
hold off
grid on
xlabel('theta/radian')
ylabel('amplitude')title('方向图与波长的关系')
legend('lamda1=0.002','lamda2=0.003','lamda3=0.004')

 结论：随着波长lamda的增大，方向图衰减的越慢，收敛性越不是很好

方向图随阵元间的距离变化的代码

 sita=-pi/2:0.01:pi/2n=9lamda=0.3d1=0.01beta=2*pi*d*sin(sita)/lamda1z11=(n/2)*betaz21=(1/2)*betaf1=sin(z11)./(n1*sin(z21))F1=abs(f1)figure(1)plot(sita,F1,'b')hold ond2=0.0075beta=2*pi*d*sin(sita)/lamda2z12=(n/2)*betaz22=(1/2)*betaf2=sin(z12)./(n1*sin(z22))F2=abs(f2)plot(sita,F2,'r')hold ond3=0.005beta=2*pi*d*sin(sita)/lamda3z13=(n/2)*betaz23=(1/2)*betaf3=sin(z13)./(n1*sin(z23))F3=abs(f3)plot(sita,F3,'k')hold offgrid onxlabel('theta/radian')ylabel('amplitude')title('方向图与d的关系')legend('d1=0.01','d2=0.0075','d3=0.005')

结论：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。

三维

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元端射式H面，d=/2,相位=滞后')
y1=(f.*sin(a))'*cos(b)
z1=(f.*sin(a))'*sin(b)
x1=(f.*cos(a))'*ones(size(b))
surf(x1,y1,z1)
axis equal title('14元端射式三维图')

   a=linspace(0,2*pi) b=linspace(0,pi)  f=sin((cos(a).*sin(b)-1)*(9/2)*pi)./(sin((cos(a).*sin(b)-1)*pi/2)*9) polar(a,f.*sin(b)) title('9元端射式H面，d=/2,相位=滞后') y1=(f.*sin(a))'*cos(b) z1=(f.*sin(a))'*sin(b) x1=(f.*cos(a))'*ones(size(b))surf(x1,y1,z1)axis equaltitle('9元端射式三维图')

a=linspace(0,2*pi)
b=linspace(0,pi)
f=sin((cos(a).sin(b)-1)(6/2)*pi)./(sin((cos(a).*sin(b)-1)*pi/2)*6)
polar(a,f.*sin(b))
title(‘6元端射式H面，d=/2,相位=滞后’)
y1=(f.*sin(a))’*cos(b)
z1=(f.*sin(a))’*sin(b)
x1=(f.*cos(a))‘ones(size(b))
surf(x1,y1,z1)
axis equal
title(‘6元端射式三维图’)

a=linspace(0,2pi)
b=linspace(0,pi)
f=sin((cos(a).sin(b)-1)(4/2)*pi)./(sin((cos(a).*sin(b)-1)*pi/2)*4)
polar(a,f.*sin(b))
title(‘4元端射式H面，d=/2,相位=滞后’)
y1=(f.*sin(a))’*cos(b)
z1=(f.*sin(a))’*sin(b)
x1=(f.*cos(a))’*ones(size(b))
surf(x1,y1,z1)
axis equal
title(‘4元端射式三维图’)

从上图可以看出,天线元数目N越大，间距d越大，主瓣就越窄。d也不能任意加大,间距d一般为K/2,在间距一定的情况下，从图3至图8可看出，随着N数目的变化单向端射阵的主瓣宽度也随之变化。天线元数目N超过9后，主瓣宽度的变化不是太明显了。强端射阵不是靠增加N的数目，而是调整天线元之间的相位差D即可。

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