实验二-对称振子辐射分析(共6页)

1、精选优质文档-倾情为你奉上实验二 对称振子辐射分析1、实验目的：1、实现数对称振子天线学建模、编程、仿真实现图形可视化。2、通过本实验使学生掌握matlab7.0仿真软件在电磁场编程中的应用。2、实验设备：计算机、matlab7.0仿真软件3、实验原理 3.1对称振子对称振子（Symmetrical Center-Fed Dipole）是中间馈电，其两臂由两段等长导线构成的振子天线。一臂的导线半径为，长度为。两臂之间的间隙很小，理论上可忽略不计。所以振子的总长度。对此振子的长度与波长相比拟，本身已可以构成实用天线。理论和实践都已证实，细对称振子的电流分布与末端开路线上的电流分布相似，即非常接近

2、与正弦驻波的分布，其电流分布的形式为： ，式中为电流波腹点的复振幅；为相移常数。根据正弦分布的特点，对称振子的末端为电流的波节点；电流分布关于振子的中心点对称；超过半波长就会出现反相电流。 3.2数学模型对称振子在远区的辐射电场为：，仍为球面波；其极化方式仍为线极化；辐射场的方向性不仅与有关，也和振子的电长度有关。其中，对称振子未归一化的方向性函数，这实际上也是对称振子面得方向函数；在对称振子的面上，方向函数与无关，其方向图为圆。为半波振子，归一化方向性函数；为全波振子，归一化方向性函数为28。 3.3 对称振子的辐射对称振子是中间馈电，其两臂由两段等长导线构成的振子天线。一臂的导线半径为a，

3、长度为l。两臂之间的间隙很小，理论上可忽略不计，所以振子的总长度L=2l。对称振子的长度与波长相比拟，本身已可以构成实用天线。   图3-1 对称振子结构及坐标图对称振子辐射场为（2-7）根据方向函数的定义，对称振子以波腹电流归算的方向函数为 ： （2-8）上式实际上也就是对称振子E面的方向函数 图3-2 对称振子E面方向图4、实验内容及步骤： 4.1对称振子E方向图程序根据电基本振子和对称振子的方向函数利用MATLAB编程并画出其方向图。% 此程序是通过输入偶极子天线的长度及工作波长绘出其方向图lamda=input('enter the value of wave len

4、gth= '); %输入波长l=input('enter your dipole length l= '); %输入偶极子天线长度2L（注意不是单个振子长度L）ratio=l/lamda; B=(2*pi/lamda); theta= pi/100:pi/100:2*pi; if ratio<= 0.1 %分析是否是短偶极子天线 E=sin(theta); En=abs(E); polar(theta,En) %天线在方向图中水平放置else f1=cos(B*l/2.*cos(theta); %不是短偶极子天线则可用公式（2-8）进行计算 f2=cos(B*l/

5、2); f3=sin(theta); E=(f1-f2)./f3; En=abs(E); polar(theta,En) %天线在方向图中水平放置end输入波长=10，天线长度2L=2，画出天线方向图：图4-1 天线长度为2时的方向图输入波长=10，振子长度2L=4，画出天线方向图：图4-2 天线长度为4时的方向图输入波长=10，振子长度2L=13，画出天线方向图：图4-3 天线长度为13时的方向图输入波长=10，振子长度2L=15，画出天线方向图：图4-4 天线长度为15时的方向图输入波长=10，振子长度2L=20，画出天线方向图：图4-5 天线长度为20时的方向图输入波长=10，振子长度2

6、L=30，画出天线方向图：图4-6 天线长度为30时的方向图4.2对称振子立体方向图程序clear;m=moviein(20);for i=1:20; sita=meshgrid(eps:pi/180:pi); fai=meshgrid(eps:2*pi/180:2*pi)' l=i*0.1; r=abs(cos(2.*pi.*l.*cos(sita)-cos(2*pi*l)./(sin(sita)+eps); rmax=max(max(r); x,y,z=sph2cart(fai,pi/2-sita,r/rmax); mesh(x,y,z); axis(-1 1 -1 1 -1 1);title('对称振子空间主体方向图'); m(:,i)=getframe;end;运行结果如图3.15图4-6对称振子空间主体方向图五、实验小结通过MATLAB编程，熟悉对称振子的辐射特性，了解影响对称振子辐射的因素及