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阵列天线matlab程序 低副瓣阵列天线综合2 matlab HFSS(示例代码)

时间:2019-01-25 10:36:35

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阵列天线matlab程序 低副瓣阵列天线综合2 matlab HFSS(示例代码)

接着继续研究阵列天线设计,得到了电流幅度分布或功率分布之后,就可以进行阵列设计或馈电网络设计了,之前利用HFSS仿真过单列的串馈天线,后面会继续复习熟悉一下,本次我找了一篇硕士论文利用威尔金森功分器来设计了48单元的大阵列,引用论文为《低副瓣平面阵列天线设计》 杜卫民著,作者使用公式利用matlab计算的taylor分布,我在这里仍然直接使用matlab窗函数来求电流幅度分布,得到的结果和作者计算是一致的,证明了该方法的正确性如下所示:

作者计算的48单元对称分布的24单元列表如下:

条件和作者设置一致,40dB副瓣抑制,利用软件计算如下:

clear

clc

% 参数设置

lamda = 1; % 波长

d = lamda * 0.6; % d为阵元间距

theta0 = (90/180)*pi; % 扫描角度

theta = 0: 0.01 : pi; % Θ为方向角

u = pi*d*(cos(theta)-cos(theta0))/lamda;

%T = Chebyshev; % T为切比雪夫恒等式系数矩阵

N = 48; % N为直线阵的阵元数量,M为一侧的单元数(对称)

R0dB = 40; % R0dB为副瓣电平

nbar=9; %相等电平副瓣数目

if (mod(N,2)==0)

M = N / 2;

parity = 0; % parity为奇偶性,0为偶数

else

M = (N+1)/2;

parity = 1;

end

%I=[0.015490;0.016447;0.019737;0.027334;0.040776;0.060216;0.084908;0.114925;0.151584;0.195946;0.247680;0.305774;0.369701;0.439115;0.512676;0.587994;0.662784;0.735333;0.803659;0.865008;0.916725;0.957175;0.985347;1];

I=taylorwin(N,nbar,-R0dB);

I=I/max(I);

P=I.^2;

sprintf(‘天线单元归一化电流幅度:‘)

sprintf(‘%.6f ‘,I)

sprintf(‘天线单元归一化功率:‘)

sprintf(‘%.6f ‘,P)

if (mod(N,2)==0)

i = I(M+1:N);

else

i = I(M:N);

end

% 计算最终的阵因子

S_all = zeros(1,length(theta));

for k = 1 : M

S_all = S_all + i(k)*cos((2*k-1)*u);

end

SS = S_all;

% 画图 —— 直角坐标系

S_max = max(S_all); % 归一化处理

S_all = 20*log10(abs(S_all/S_max)); % 取分贝值

figure(‘NumberTitle‘, ‘off‘, ‘Name‘, ‘S Parameter (dB) - Cartesian‘);

theta_ = theta * 180 / pi;

plot(theta_,S_all,‘k‘,‘LineWidth‘,1.5);

grid off

xlabel(‘heta (°)‘,‘FontSize‘,13);

ylabel(‘|S| dB‘,‘FontSize‘,12);

axis([0 182 -50 2]);

box on

% 画图 —— 极坐标系

figure(‘NumberTitle‘, ‘off‘, ‘Name‘, ‘S Parameter (dB) - Polar‘);

S_pol = SS / max(SS);

polarplot(theta,S_all,‘k‘,‘LineWidth‘,1.5);

thetalim([0 180]);

rmin = min(S_all);

rmax = max(S_all);

rlim([-50 rmax]);

电流幅度分布还可以用PCAAD这款小软件,功能也十分的强大;

接下来是计算功分比K^2,对称边用了6个1分4的功分器,以其中一个为例0.015490 0.016447 0.019737 0.027334,

第一层1分2功分比计算

(0.015490+0.016447)/(0.015490+0.016447+0.019737+0.027334)=0.4042

(0.019797+0.027334)/(0.015490+0.016447+0.019737+0.027334)=0.5965

0.4042/0.5965=0.6776 也就是K^2为0.6776 ,10*lg(0.4042)=-3.934dB , 10*lg(0.5965)=-2.2439dB

第二层1分2功分比计算

0.015490/(0.015490+0.016447)=0.4850 10*lg(0.4850)=-3.142583dB

0.016447/(0.015490+0.016447)=0.5150 10*lg(0.5150)=-2.881928dB

0.019797/(0.019797+0.027334)=0.42 10*lg(0.42)=-3.767507dB

0.027334/(0.019797+0.027334)=0.58 10*lg(0.58)=-2.36572dB

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