自由空间是指相对介电常数和相对导磁率都为1

1、自由空间是指相对介电常数和相对导磁率都为1的均匀介质所存在的空间，它是一个理想的无限大的空间，是为简化问题研究而提出的一种科学抽象。自由空间无线电波传播， 仅考虑由能量扩散引起的损耗，即接收机和发射机之间是无任何阻挡的视距路径时，传播损耗！假定在自由空间中，设在原点 O有一辐射源，均匀地向各方向辐射，辐射功率为Pt,则距辐射源d处的能流密度为：S=Pt/(4兀d*d) 若接收天线有效面积为入=入*入*D/4式中入为工作波长，D为天线的方向性系数，对于各向同性的大线 D=1，则接收机输入功率Pr=S*A =Pt*入*入*D/(4兀d)A2通常定义发射功率与接收功率的比值为传播损耗。所以，自由空间

2、传播损耗可写作：Lo=(4 兀 d)A2/ 入 A2取其对数得(其中入=c/f代入后取对数10Lg(Lo)Lo=20Lg(4 兀 /c) 20Lgf 20Lgd=20Lg(4 兀 /3乂10人8) 20Lg(f(MHz)x10A6) 20Lg(d(km)x10A3)=20Lg(4 兀 /3)-160 20Lgf 120 20Lgd 60=32.45 20Lgf 20Lgd=32.45 20Lgf 20Lgd, d 单位为km , f单位为 MHz自由空间的基本传输损耗是指位于自由空间的发射系统的等效全向辐射功率(EIRP)与接收系统各向同性接收大线所接收到的可用功率之比，通常用Lbf表示。当收

3、发天线之间的距离d>>入(豹工作波长)时，Lbf可表示为： 字串6 Lbf = 32.5 20lg f (MHz ) 20lgd (km)EIRPEIRP(Effective Isotropic Radiated Power)有效全向辐射功率EIRP也称为等效全向辐射功率，它的定义是地球站或卫星的天线发送出的功率(P)和该大线增益(G)的乘积，即：EIRP=P*G如果用dB计算，则为EIRP(dBW) = P(dBW) + G(dBW)EIRP表示了发送功率和大线增益的联合效果。抛物面为主反射面 G/T (Gain/Temperature)地面接收系统的品质因数卫星电视接收系统的大

4、线增益与接收系统噪声之比，用分贝表示，若这一值增加，则意味着图像质量提高。利用减小 低噪声放大器的噪声温度和增加接收大线的尺寸均可以提高G/T值。1、dBmdBm是一个考征功率绝对值的值，计算公式为： 10lgP (功率值/1mw )。例1如果发射功率 P为1mw，折算为dBm后为0dBm。例2对于40W的功率，按dBm单位进行折算后的值应为： 10lg (40W/1mw)=10lg (40000) =10lg4+10lg10+10lg1000=46dBm。2、dBi 和 dBd dBi和dBd是考征增益的值（功率增益），两者都是一个相对值，但参考基准不一样。dBi的参考基准为全方向性天线，d

5、Bd的参考基准为偶极子，所以两者略有不同。一般认为，表示同一个增益，用 dBi表示出来比用dBd表示出来要大2. 15。例3对于一面增益为16dBd的天线，其增益折算成单位为dBi时，则为18.15dBi（一般忽略小数位，为18dBi）。例 4 0dBd=2.15dBi。例5 GSM900天线增益可以为 13dBd （15dBi）, GSM1800天线增益可以为 15dBd （17dBi）。3、dBdB是一个表征相对值的值，当考虑甲的功率相比于乙功率大或小多少个dB时，按下面计算公式：10lg （甲功率/乙功率）例6甲功率比乙功率大一倍，那么 10lg （甲功率/乙功率）=10lg2=3dB。

6、也就是说，甲的功率比乙的功率大3 dB。例7 7/8英寸GSM900馈线的100米传输损耗约为 3.9dB。例8如果甲的功率为 46dBm，乙的功率为 40dBm，则可以说，甲比乙大 6 dB。例9如果甲天线为12dBd，乙天线为14dBd，可以说甲比乙小 2 dB。4、dBc有时也会看到dBc,它也是一个表示功率相对值的单位，与 dB的计算方法完全一样。一般来说，dBc是相对于载波（Carrier）功率而言，在许多情况下，用来度量与 载波功率的相对值，如用来度量干扰（同频干扰、互调干扰、交调干扰、带外干扰等） 以及耦合、杂散等的相对量值。在采用dBc的地方，原则上也可以使用dB替代。dB只是

7、表示一个比值，并不是功率增益的单位！!！5、dBw与dBm 一样，dBw是一个表示功率绝对值的单位（也可以认为是以1W功率为基准的一个比值），计算公式为：10log （功率值/1w ）。dBw与dBm之间的换算关系为：0 dBw = 10log1W = 10log1000 mw = 30 dBm。我按如下步骤在 vc中使用matlab引擎：(1) 。启动 vc6。 0,建立一个 mfc (exe)类型工程 matlabengine。(2) 。在项目建立后，设置环境。Tool->options->Diretories 页面下 Show directories for先选择 Inclu

8、de Files，输入路径： D:PROGRAMSMA TLAB6P5P1EXTERNINCLUDE在选择Library Files ,输入路径：D:PROGRAMSMA TLAB6P5P1EXTERNLIBWIN32MICROSOFTMSVC60(我的 matlab根目录是 D:PROGRAMSMATLAB6P5P1;这里的设置对不同工程只需要次)(3) 。打开 Project->Settings->Link 页面，在 Object/Library modules中加入libmatlb.lib libeng.lib libmx.lib 。(这里对每个工程都要设置，并且根据需要选不

9、同的 库)(4)在工程目录的view的头文件中加入#include "engine.h"float CCompute:computerfreewaste(float frequency, int distance)freewaste=32.4+20*log10f(frequency)+20*log10f(distance);return freewaste;float CCompute:computeerror(double error1)mxArray *T = NULL, *d = NULL;Engine *ep; / 定义 Matlab 引擎指针。if (!(ep=e

10、ngOpen(NULL) / 测试是否启动 Matlab 引擎成功。AfxMessageBox("Can not open the matlab engine!");exit(-1);error0=error1;T = mxCreateDoubleMatrix(1, 1, mxREAL);memcpy(char *) mxGetPr(T), (char *)error,1*sizeof(double);engPutVariable(ep, "x", T);engEvalString(ep,"y=Q(x);");d = engGetVa

11、riable(ep, "y");EbEo=mxGetPr(d);mxDestroyArray(d);mxDestroyArray(T);engClose(ep); /关闭 Matlab 引擎。 return *EbEo;VC+与Matlab混合编程之引擎操作详解Visual C+ 是当前主流的应用程序开发环境之一，开发环境强大，开发的程序执行 速度快。但在科学计算方面函数库显得不够丰富、读取、显示数据图形不方便。Matlab是一款将数值分析、矩阵计算、信号处理和图形显示结合在一起，包含大量 高度集成的函数可供调用，适合科学研究、工程设计等众多学科领域使用的一种简 洁、高效的

12、编程工具。不过由于 Matlab使用的是解释性语言，大大限制了它的执行 速度和应用场合。基于 VC和Matlab混合编程是很多熟悉 VC+编程而又需要进行 科学计算、数据仿真的科研人员常用的一种方式，其中最简单也最直接的方法就是 调用Matlab引擎。本文以下部分将详细介绍通过 VC+6.0调用Matlab6.5引擎来达 到VC+与Matlab数据共享编程的方法。1.什么是 Matlab引擎所谓Matlab引擎（engine），是指一组Matlab提供的接口函数，支持 C/C+、 Fortran等语言，通过这些接口函数，用户可以在其它编程环境中实现对 Matlab的控 制。可以主要功能有： 打

13、开/关闭一个 Matlab对话；向Matlab环境发送命令字符串； 从Matlab环境中读取数据； 向Matlab环境中写入数据。与其它各种接口相比，引擎所提供的Matlab功能支持是最全面的。通过引擎方式，应用程序会打开一个新的Matlab进程，可以控制它完成任何计算和绘图操作。对所有的数据结构提供100%的支持。同时，引擎方式打开的Matlab进程会在任务栏 显示自己的图标，打开该窗口，可以观察主程序通过engine方式控制Matlab运行的 流程，并可在其中输入任何 Matlab命令。实际上，通过引擎方式建立的对话，是将 Matlab以ActiveX控件方式启动的。在Matlab初次安装

14、时，会自动执行一次：matlab /regserver将自己在系统的控件库中注册。如果因为特殊原因,无法打开Matlab引擎，可以在Dos命令提示符后执行上述命令，重新注册。2.配置编译器要在VC中成功编译Matlab引擎程序，必须包含引擎头文件 engine.h并引入 Matlab对应的库文件libmx.lib、libmat.lib、libeng.lib。具体的说，打开一个工程后， 做如下设置（以VC6为例）：1）通过菜单工程/选项，打开设置属性页，进入Directories页面，在目录下拉列 表框中选择 Include files，添加路径："C:matlabexternincl

15、ude"（假定 matlab 安装在 C:matlab 目录）。2）选择 Library files，添加路径：C:matlabexternlibwin32microsoftmsvc60。3）通过菜单工程/设置，打开工程设置属性页，进入Link页面，在Object/library modules编辑框中，添加文件名 libmx.lib libmat.lib libeng.lib 。以上步骤1）、2）只需设置一次，而步骤 3）对每个工程都要单独设定，对于其它 C+编译器如Borland C+ builder,设置大体相同，不再赘述。3.弓I擎API详解在调用Matlab引擎之前，首先应

16、在相关文件中加入一行：#include "enging.h”,该文件包含了引擎 API函数的说明和所需数据结构的定义。可以在 VC中调用的引 擎函数分别如下：3.1引擎的打开和关闭engOpen打开 Matlab engine函数声明：Engine *engOpen（const char *startcmd）;参数startcmd是用来启动Matlab引擎的字符串参数，在 Windows操作系统中只 能为NULL。函数返回值是一个Engine类型的指针，它是在engine.h中定义的engine数据结 构。EngClose 关闭 Matlab 引擎函数声明：int engClose(

17、Engine *ep);参数ep代表要被关闭的引擎指针。函数返回值为0表示关闭成功，返回1表示发生错误。例如，通常用来打开/关闭Matlab引擎的代码如下：Engine *ep; / 定义 Matlab 引擎指针。if (!(ep=engOpen(NULL) / 测试是否启动 Matlab 引擎成功。 ( MessageBox("Can't start Matlab engine!"); exit(1); .engClose(ep); /关闭 Matlab 引擎。3.2向Matlab发送命令字符串engEvalString 发送命令让Matlab执行。函数声明：in

18、t engEvalString(Engine *ep, Const char *string);参数ep为函数engOpen返回的引擎指针，字符串string为要matlab执行的命令。函数返回值为0表示成功执行，返回1说明执行失败(如命令不能被 Matlab正 确解释或Matlab引擎已经关闭了)。3.3获取Matlab命令窗口的输出要在VC中获得函数engEvalString发送的命令字符串被 Matlab执行后在matlab 窗口中的输出，可以调用 engOUtputBuffer函数。函数声明：int engOutputBuffer(Engine *ep, char *p, int n)

19、;参数ep为Matlab引擎指针，p为用来保存输出结构的缓冲区，n为最大保存的 字符个数，通常就是缓冲区 p的大小。该函数执行后，接下来的engEvalString函数所引起的命令行输出结果会在缓冲区p中保存。如果要停止保存，只需调用代码：engOutputBuffer(ep, NULL, 0)。3.4读写Matlab数据3.4.1从Matlab引擎工作空间中获取变量。mxArray *engGetVariable(Engine *ep, const char *name);参数ep为打开的Matlab引擎指针，name为以字符串形式指定的数组名。函数返回值是指向name数组的指针，类型为 m

20、xArray* (mxArray数据类型在 本文第4节详细简介)。3.4.2向Matlab引擎工作空间写入变量。int engPutVariable(Engine *ep, const char *name, const mxArray *mp);参数ep为打开的Matlab引擎指针，mp为指向被写入变量的指针，name为变 量写入后在Matlab引擎工作空间中的变量名。函数返回值为0表示写入变量成功，返回值为1表示发生错误。3.5调用引擎时显示/隐藏Matlab主窗口默认情况下，以engine方式调用Matlab的时候，会打开 Matlab主窗口，可在 其中随意操作。但有时也会干扰应用程序的

21、运行，可用以下设置是否显示该窗口。int engSetVisible（Engine *ep, bool value）;参数ep为打开的Matlab引擎指针，value为是否显示的标志，取值true （或1） 表示显示 Matlab窗口，取值false （或0）表示隐藏 Matlab窗口。函数返回值为0表示设置成功，为1表示有错误发生。要获得当前Matlab窗口的显示/隐藏情况，可以调用函数：int engGetVisible（Engine *ep, bool *value）;参数ep为打开的Matlab引擎指针，Value为用来保存显示/隐藏情况的变量（采 用指针方式传递）。函数返回值为0表示

22、获取成功，为1表示有错误发生。4.数据类型mxArray的操作在上节的Matlab引擎函数中，所有与变量有关的数据类型都是mxArray类型。数据结构mxArray以及大量的mx开头的函数，广泛用于Matlab引擎程序和MatlabC数学库中。mxArray是一种很复杂的数据结构，与Matlab中的array相对应，我们只需熟悉Matlab 的array类型和几个常用的mxArray函数即可。在VC中，所有和Matlab的数据交互都是通过 mxArray来实现的，在使用 mxArray类型的程序中，应包含头文件 matrix.h，不过在引擎程序中，一般会包含头 文件engine.h,该文件里面

23、已经包含了 matrix.h ,因此无需重复包含。4.1创建和清除mxArray型数据Matlab有很多种变量类型，对应于每种类型，基本上都有一个函数用于创建， 但它们都有相同的数据结构，就是mxArray。数组的建立采用 mxCreatexxx形式的函数，例如新建一个 double类型数组，可 用函数mxCreateDoubleMatrix ,函数形式如下：mxArray *mxCreateDoubleMatrix(int m, int n, mxComplexity ComplexFlag);参数m和n为矩阵的函数和列数。ComplexFlag为常数，用来区分矩阵中元素 是实数还是复数，取

24、值分别为mxREAL和mxCOMPLEX。例如，创建一个3行5列的二维实数数组，可用如下语句：mxArray *T = mxCreateDoubleMatrix(3, 5, mxREAL);对应的，要删除一个数组 mxDestroyArray ,该函数声明如下：void mxDestroyArray(mxArray *array_ptr);参数array_ptr为要删除的数组指针。例如，要删除上面创建的数组 T,可用如下语句：mxDestroyArray(T);类似的创建函数还有：mxArray *mxCreateString(const char *str);创建一个字符串类型并初始化为st

25、r字符串。一般的在VC与Matlab交互中，以上两种类型就够了，其它类型数组的创建这 里不再介绍。4.2管理mxArray数据类型4.2.1管理mxArray数据大小要获得mxArray数组每一维上元素的个数，可以用 mxGetM和mxGetN函数。其中mxGetM用来获得数组第一维的元素个数，对于矩阵来说就是行数。int mxGetM(const mxArray *array_ptr); / 返回 array_ptr 对应数组第一维的元素个数(行数)int mxGetN(const mxArray *array_ptr); / 返回 array_ptr 对应数组其它维的元素个数，对于矩阵来说

26、是列数。对于多维数组来说是从第2维到最后一维的各维元素个数的乘积。要获得某一特定维的元素个数，则要用函数：const int *mxGetDimensions(const mxArray *array_ptr);矩阵来说，用 mxGetM和mxGetN两个函数就可以了。另外还可以通过mxGetNumberOfDimensions来获得数组的总的维数，用mxSetM、mxSetN设置矩阵的行数和列数，函数说明如下：int mxGetNumberOfDimensions(const mxArray *array_ptr); / 返回数组的维数void mxSetM(mxArray *array_p

27、tr, int m); / 设置数组为 m 行void mxSetN(mxArray *array_ptr, int n); / 设置数组为 n 列4.2.2判断mxArray数组类型在对mxArray类型的变量进行操作之前，可以验证以下其中的数组的数据类型， 比如是否为double数组、整数、字符串、逻辑值等，以及是否为某种结构、类、或 者是特殊类型，比如是否为空数组，是否为 inf、NaN等。常见的判断函数有：bool mxIsDouble(const mxArray *array_ptr);bool mxIsComplex(const mxArray *array_ptr);bool m

28、xIsChar(const mxArray *array_ptr);bool mxIsEmpty(const mxArray *array_ptr);bool mxIsInf(double value);这些函数比较简单，意义自明，不再解释。4.2.3管理mxArray数组的数据对于常用的double类型的数组，可以用mxGetPr和mxGetPi两个函数分别获得 其实部和虚部的数据指针，这两个函数的声明如下：double *mxGetPr(const mxArray *array_ptr); / 返回数组 array_ptr 的实部指针double *mxGetPi(const mxArra

29、y *array_ptr); / 返回数组 array_ptr 的虚部指针这样，就可以通过获得的指针对mxArray类型的数组中的数据进行读写操作例如可以用函数engGetVariable从Matlab工作空间读入 mxArray类型的数组，然后 用mxGetPr和mxGetPi获得数据指针，对并其中的数据进行处理，最后调用 engPutVariable函数将修改后的数组重新写入到Matlab工作空间。具体实现见第5节程序实例。5.程序实例对大部分软件研发人员来说利用VC编程方便、高效，但是要显示数据图形就不那么容易了，这时候不防借助Matlab引擎辅助画图做数据分析。下面通过实例演示如何利用

30、VC调用Matlab绘图，程序的主要功能是在 VC中对数组x计算函数值y = sin(x) log(x)，然后调用Matlab绘制y对x的图形。在VC中新建工程，编写代码如下：#include <iostream>#include <math.h>#include "engine.h"using namespace std;void main()const int N = 50;double xN,yN;intj = 1;for (int i=0; i<N; i+) / 计算数组 x 和 yxi = (i+1);yi = sin(xi) + j * log(xi); /产生一之间的随机数赋给xxi;j *= -1;Engine *ep; /定义 Matlab 引擎指针。if (!(ep=engOpen(NULL)/ 测试是否启动 Matlab 引擎成功。cout <<"Can't start Matlab engine!" <<endl;exit(1);定义mxArray，为行