Matlab软件在“天线与电波传播”课程中的应用
基于MATLAB的智能天线及仿真
基于M A T L A B的智能天线及仿真This model paper was revised by the Standardization Office on December 10, 2020摘要随着移动通信技术的发展，与日俱增的移动用户数量和日趋丰富的移动增值服务，使无线通信的业务量迅速增加，无限电波有限的带宽远远满足不了通信业务需求的增长。
另一方面，由于移动通信系统中的同频干扰和多址干扰的影响严重，更影响了无线电波带宽的利用率。
并且无线环境的多变性和复杂性，使信号在无线传输过程中产生多径衰落和损耗。
这些因素严重地限制了移动通信系统的容量和性能。
因此为了适应通信技术的发展，迫切需要新技术的出现来解决这些问题。
这样智能天线技术就应运而生。
智能天线是近年来移动通信领域中的研究热点之一，应用智能天线技术可以很好地解决频率资源匮乏问题，可以有效地提高移动通信系统容量和服务质量。
开展智能天线技术以及其中的一些关键技术研究对于智能天线在移动通信中的应用有着重要的理论和实际意义。
论文的研究工作是在MATLAB软件平台上实现的。
首先介绍了智能天线技术的背景；其次介绍了智能天线的原理和相关概念，并对智能天线实现中的若干问题，包括:实现方式、性能度量准则、智能自适应算法等进行了分析和总结。
着重探讨了基于MATLAB的智能天线的波达方向以及波束形成，阐述了music和capon两种求来波方向估计的方法，并对这两种算法进行了计算机仿真和算法性能分析;关键字:智能天线；移动通信；自适应算法；来波方向； MUSIC算法AbstractWith development of mobile communication technology，mobile users and communication，increment service are increasing，this make wireless services increase so that bandwidth of wireless wave is unfit for development of communication，On the other hand，much serious Co-Channel Interruption and the Multiple Address interruption effect utilize rate of wireless wave’s bandwidth，so the transported signals are declined and wear down，All this has strong bad effect on the capacity andperformance of question and be fit for the development of communication，so smart antenna arise Smart Antenna，which is considered to be a solution to the problem of lacking frequency, becomes a hotspot in the Mobile Communication area．With this technology, Capacity of Mobile Communication system can be increased effectively and the quality of service can be improved at the same time. To study Smart Antenna and its key technologies is important both in theory and in practice。
双极天线方向图仿真实验报告（B5）
双极天线方向图仿真实验报告（B5）天线与电波传播实验报告级队区队学员姓名学号实验组别3同组人无实验日期实验成绩实验项目：双极天线方向图仿真实验实验目的：1.熟悉matlab 的使用。
2．加深对双极天线工作原理的理解；3．理解双极天线的方向性及天线臂长、架设高度对天线方向性的影响；实验器材：计算机一台、matlab 软件。
实验原理阐述、实验方案：双极天线可以理解成架设在地面上的对称振子，因此，研究双级天线的性质（这里主要指方向性）可以分两步进行。
1．对称振子的方向性（1）电基本振子的远区辐射场如果对称振子的电流分布已知，则由电基本振子的远区辐射场表达式沿对称振子几分，就可以得到对称振子的辐射场表达式。
电基本振子的远区（满足kr>>1，即πλ<<2r ）辐射场表达式如下：====θλπ=θλ=?θ-θ-?0E E H H e sin r Il 60j E e sin r 2Il jH r r jkr jkr （1-1）式中：I——电基本振子的电流；l——电基本振子的长度；r——远区中一点到电基本振子的距离。
根据远区辐射场的性质可知，Eθ和Hφ的比值为常数（称为媒质的波阻抗），所以，在研究天线的辐射场时，只需要讨论其中的一个量即可。
通常总是采用电场强度作为分析的主体。
（2）对称振子的电流分布如果将细对称振子看成是末端开路的传输线张开形成，则细对称振子的电流分布与末端开路线上的电流分布相似，即非常接近于正弦驻波分布。
以振子中心为原点，忽略振子损耗，则细对称振子的电流分布为：≤+≥-=-=0z )z l (k sin I 0z )z l (k sin I )z l (k sin I )z (I m mm （1-2）（3）对称振子的辐射场及方向函数已知对称振子的电流分布后，将电基本振子的远区电场表达式沿对称振子进行积分，就可以得到对称振子的远区电场表达式。
图1双极天线及其坐标建立上图的坐标系，即可得到对称振子的辐射场表达式：dz e )z l (k sin sin re I 60j )(E cos jkz l l jkr m θ--θ?-θλπ=θjkr m e sin )kl cos()coskl cos(I 60j -θ-θλ=（1-3）根据方向函数的定义，对称振子的方向函数如下：θ-θ=θ=θθsin )kl cos()cos kl cos(r /I 60)(E )(f m （1-4）2．地面的影响当天线并非架设在自由空间中，而是架设在地面上时，地面将对天线的辐射场产生影响。
多天线接收 matlab
多天线接收 matlab
在MATLAB中进行多天线接收的问题涉及到无线通信系统和信号处理领域。
多天线接收通常涉及到天线阵列、MIMO系统（多输入多输出系统）和空间多址技术等方面。
在MATLAB中，可以使用信号处理工具箱和通信工具箱来进行多天线接收的模拟和仿真。
首先，在MATLAB中进行多天线接收，你可以使用通信工具箱中的函数来模拟多天线接收系统。
这包括生成多个天线的信道模型、接收信号的合并和解调等。
你可以使用MATLAB中的函数来模拟不同的MIMO系统配置，比如SU-MIMO（单用户MIMO）或MU-MIMO（多用户MIMO）系统。
其次，你可以使用MATLAB进行多天线接收信号的处理和分析。
这包括对接收到的信号进行波束赋形、空间多址等技术的仿真和分析。
MATLAB提供了丰富的信号处理工具和函数，可以用来对接收到的多天线信号进行处理和分析。
另外，你还可以使用MATLAB进行多天线接收系统的性能评估和比较。
通过仿真不同的天线配置、调制方案和信道条件，你可以使用MATLAB来评估不同系统配置下的性能表现，比如误码率、传输速
率等指标。
总之，在MATLAB中进行多天线接收涉及到信号处理、通信系统建模和仿真等方面，你可以利用MATLAB丰富的工具箱和函数来进行多方面的工作。
希望这些信息能够帮助你更好地理解在MATLAB中进行多天线接收的相关工作。
Matlab软件在“天线与电波传播”课程中的应用
Matlab软件在“天线与电波传播”课程中的应用邹全【摘要】为解决“天线与电波传播”课程理论性强、概念抽象的特点给课程教学带来的问题，利用Matlab仿真软件，对课程中的对称振子方向图、方向图乘积定理、双极天线的平面方向图以及抛物面天线增益因子的计算等知识点进行了仿真实现。
仿真教学激发学生的学习兴趣，加深了学生对一些概念和公式的理解，提高了教学质量。
%The teaching and learning of Antennas and Radio Wave Propagation have always been trou-bled with its theoretical equations and abstract concepts. To solve the questions,Matlab software is used to simulate symmetry dipole pattern,product theorem of the pattern,the flat pattern of dipole antenna and the gain factor of parabolic antenna. Through simulation,students′interest in learning is sharpened and their un-derstanding of concepts and formulas deepened.【期刊名称】《常州工学院学报》【年(卷),期】2014(000)003【总页数】5页(P85-89)【关键词】Matlab软件;仿真;教学质量【作者】邹全【作者单位】常州工学院电子信息与电气工程学院，江苏常州 213002【正文语种】中文【中图分类】G642“天线与电波传播”是通信及电子类专业学生的一门很重要技术基础课，本课程着重介绍有关天线设计和天线性能的基本理论和电波传播的基本知识。
MATLAB在天线方向性教学中的应用共4页文档
MATLAB在天线方向性教学中的应用Abstract According to the characteristics of antennas and propaga-tion course， around the aim of course construction，starting from optimizing the teaching method， MATLAB will be introduced to the antenna and propagation in course teaching. The direction is drawn through MATLAB antenna to analyze the antenna as an example to illustrate this. In practice， the application of MATLAB in the teaching， not only can analyze the directivity of the antenna through the pattern better， but also can promote the teaching of basic construction.1 前言天线方向性是天线分析的重要部分，通常可以从方向函数、方向图和方向系数三个方面考查。
理论分析多采用方向函数，工程上看方向图比较直观，如果只允许用一个数字描述天线方向性的强弱，则非方向系数莫属。
由于电磁理论比较抽象，空间概念难以想象，尽管方向函数概念清晰，且根据方向函数可确定主波束最大辐射方向、半功率点、主瓣张角、副瓣等参数，但公式推导较为繁琐，并且难以获得空间上的理解，手工绘制方向图不仅比较困难，而且还不够准确，只能定性描述。
要想对天线的方向性获得直观深入的理解，最佳方法莫过于“形”与“式”的结合。
“形”便是分量方向图和三维方向图，“式”便是方向函数与方向系数。
圆形相控阵天线matlab程序
圆形相控阵天线是一种常见的天线布局形式，它能够实现空间波束赋形和指向，适用于雷达、通信和无线电导航等领域。
在本文中，我将从圆形相控阵天线的原理、设计和matlab程序实现三个方面展开详细的讨论。
1. 圆形相控阵天线的原理圆形相控阵天线是由多个单元天线组成的阵列，每个单元天线均具有相位调控能力。
通过调节各个单元天线的相位，可以实现对不同方向的波束进行形成和指向。
在雷达和通信系统中，这种特性可以实现目标探测和数据传输的定向性。
2. 圆形相控阵天线的设计在设计圆形相控阵天线时，需要考虑阵元间的距离、阵元的数量、工作频率和辐射特性等因素。
通过合理的设计，可以实现对特定方向的高增益波束形成，并且抑制其他方向的干扰信号。
还需要考虑相控阵天线的布局方式、控制电路和信号处理算法等方面。
3. 圆形相控阵天线的matlab程序实现借助matlab等仿真工具，可以方便地进行圆形相控阵天线的仿真分析和性能评估。
在编写matlab程序时，需要考虑阵列的结构、波束赋形算法和相位控制策略。
通过调用matlab中的信号处理和天线阵列工具箱，可以快速实现圆形相控阵天线的仿真和性能优化。
总结圆形相控阵天线作为一种重要的天线结构，在雷达、通信和导航等领域具有广泛的应用前景。
通过深入理解其原理和设计方法，以及借助matlab等工具进行仿真分析，可以更好地实现对目标的探测和数据传输。
在未来的研究和应用中，圆形相控阵天线将发挥更加重要的作用。
个人观点在圆形相控阵天线的研究和应用中，我认为需要更加注重对其在多个领域的交叉应用，例如在无人机导航和卫星通信中的应用。
借助人工智能和大数据分析等技术手段，可以进一步提升圆形相控阵天线的性能和应用范围。
通过本文的阐述，我希望读者能够对圆形相控阵天线有一个更加深入和全面的了解，从而促进其在工程技术和科学研究中的应用和发展。
感谢阅读！圆形相控阵天线的原理及其工作原理圆形相控阵天线是由许多具有相位调制能力的单元天线组成的阵列。
手把手教你天线设计——用MATLAB仿真天线方向图
手把手教你天线设计——用MATLAB仿真天线方向图吴正琳天线是一种变换器，它把传输线上传播的导行波，变换成在无界媒介（通常是自由空间）中传播的电磁波，或者进行相反的变换。
在无线电设备中用来发射或接收电磁波的部件。
无线电通信、广播、电视、雷达、导航、电子对抗、遥感、射电天文等工程系统，凡是利用电磁波来传递信息的，都依靠天线来进行工作。
此外，在用电磁波传送能量方面，非信号的能量辐射也需要天线。
一般天线都具有可逆性，即同一副天线既可用作发射天线，也可用作接收天线。
同一天线作为发射或接收的基本特性参数是相同的。
这就是天线的互易定理。
天线的基本单元就是单元天线。
1、单元天线对称振子是一种经典的、迄今为止使用最广泛的天线，单个半波对称振子可简单地单独立地使用或用作为抛物面天线的馈源，也可采用多个半波对称振子组成天线阵。
两臂长度相等的振子叫做对称振子。
每臂长度为四分之一波长、全长为二分之一波长的振子，称半波对称振子。
对称振子是一种经典的、迄今为止使用最广泛的天线，单个半波对称振子可简单地单独立地使用或用作为抛物面天线的馈源，也可采用多个半波对称振子组成天线阵。
两臂长度相等的振子叫做对称振子。
每臂长度为四分之一波长、全长为二分之一波长的振子，称半波对称振子。
1.1用MATLAB画半波振子天线方向图主要是说明一下以下几点：1、在Matlab中的极坐标画图的方法：polar(theta,rho,LineSpec)；theta：极坐标坐标系0-2*pirho：满足极坐标的方程LineSpec：画出线的颜色2、在方向图的过程中如果rho不用abs(f)，在polar中只能画出正值。
也就是说这时的方向图只剩下一半。
3、半波振子天线方向图归一化方程：Matlab程序：clear alllam=1000;%波长k=2*pi./lam;L=lam/4;%天线臂长theta=0:pi/100:2*pi;f1=1./(1-cos(k*L));f2=(cos(k*L*cos(theta))-cos(k*L))./sin(theta);rho=f1*f2;polar(theta,abs(rho),'b');%极坐标系画图2、线性阵列天线2.1方向图乘积定理阵中第i 个天线单元在远区产生的电场强度为：2(,)ij i i i i ie E K If r πλθϕ-=式中，i K 为第i 个天线单元辐射场强的比例常数，i r 为第i 个天线单元至观察点的距离，(,)i f θϕ为第i 个天线单元的方向图函数，i I 为第i 个天线单元的激励电流，可以表示成为：Bji i i I a e φ-∆=式中，i a 为幅度加权系数，B φ∆为等间距线阵中，相邻单元之间的馈电相位差，亦称阵内相移值。
天线跟踪matlab算法
天线跟踪matlab算法（原创版）目录1.天线跟踪概述2.MATLAB 算法概述3.天线跟踪 MATLAB 算法的实现4.天线跟踪 MATLAB 算法的优缺点5.结论正文一、天线跟踪概述天线跟踪是一种技术，用于跟踪移动无线电通信系统中的信号源。
这种技术在军事、航空航天、通信和导航领域具有重要的应用价值。
天线跟踪系统的主要目标是实时测量信号源的方位角和距离，从而实现对信号源的精确定位。
二、MATLAB 算法概述MATLAB（Matrix Laboratory）是一种商业数学软件，用于科学计算、数据分析和可视化。
它有强大的矩阵计算能力，可以方便地解决各种工程和科学问题。
MATLAB 提供了丰富的工具箱和函数，可以进行各种数学运算、数据处理和可视化。
三、天线跟踪 MATLAB 算法的实现在天线跟踪系统中，MATLAB 算法主要用于信号处理、数据分析和定位计算。
具体实现步骤如下：1.信号采集：首先，通过天线阵列接收到来自不同方向的信号。
2.信号处理：使用 MATLAB 的信号处理工具箱，对采集到的信号进行预处理，如滤波、放大和相干处理等。
3.参数估计：根据处理后的信号，使用 MATLAB 算法估计信号源的方位角和距离等参数。
4.跟踪控制：根据估计的参数，控制天线阵列指向信号源，实现对信号源的实时跟踪。
四、天线跟踪 MATLAB 算法的优缺点MATLAB 算法在天线跟踪系统中有很多优点，如计算速度快、精度高、易于实现和维护等。
然而，它也存在一些缺点，如算法复杂度高、对计算机硬件要求较高等。
五、结论天线跟踪 MATLAB 算法是一种重要的技术，可以实现对移动无线电通信系统中的信号源的精确定位。
它在军事、航空航天、通信和导航等领域具有广泛的应用前景。
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Ｍａ ｔ ｌ ａ ｂ软 件 在 “ 天线 与 电波传 播 ” 课 程 中的应 用
邹全
（ 常州工学院 电子信息与 电气工程学院 ， 江苏 常州 ２ １ ３ ０ ０ ２ ）
摘要
为 解决“ 天线 与 电波传播 ” 课 程 理论 性 强、 概 念抽 象 的特 点 给 课 程教 学 带 来 的 问题 ， 利
概 念和 各个 参数 之 间 的关 系 。
天线 的理论分析都是建立在电磁场理论分析
的基 础 上 的 ， 求解 天线 的过程非常繁琐 和复 杂。 在课 程 教学 过程 中 ， 学 生们 对 电磁 波极 化 、 天 线 的 Ｅ ／ Ｈ 面 方 向 图、 天线 阵 方 向图 与 阵元 间距 和 相 位 差之 间 的关 系等 概念 和 内涵难 以理 解 和掌握 。而
Ｔｈ ｅ Ａｐｐ ｌ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ Ｍａ ｔ ｌ ａ ｂ ｉ ｎ ｔ ｈ ｅ Ａｎｔ ｅ ｎ ｎ ａ ｓ ａｎ ｄ Ｒａ ｄ ｉ ｏ Ｗａ ｖ ｅ Ｐｒ ｏ ｐａ ｇ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ
Ｚ ＯＵ Ｑ ｕ ａ ｎ
（ Ｓ ｃ ｈ ｏ ｏ ｌ ｏ ｆ Ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｎ ｉ ｃＩ ｎ ｆ ｏ ｒ ｍａ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｎ ｄＥ ｌ ｃｔ ｅ ｒ ｉ ｃ Ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ ， Ｃ ｈ ａ ｎ ｇ ｚ ｈ ｏ ｕＩ ｎ ｓ ｉ ｔ ｔ ｕ ｔ ｅ ｏ ｆ Ｔ ｃｈ ｅ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ， Ｃ ｈ ｎｇ ａ ｚ ｈ ｏ ｕ ２ １ ３ ０ ０ ２ ） Ａｂｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ Ｔｈｅ ｔ ｅ ａ ｃ ｈｉ ｎ ｇ ａ ｎ ｄ ｌ ｅ ａ ｒ ｎ ｉ ｎ ｇ ｏ ｆ Ａｎ ｔ ｅ ｎｎ ａ ｓ ａ ｎ ｄ Ｒａ ｄｉ ｏ Ｗ ａｖ ｅ Ｐｒ ｏ ｐａ ｇ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｈａ ｖ ｅ ａ ｌ ｗａ ｙ ｓ ｂ ｅ ｅ ｎ ｔ ｒ ｏ ｕ— ｂ ｌ ｅ ｄ ｗｉ ｔ ｈ ｉ ｔ ｓ ｈｅ ｔ ｏ ｒ ｅ ｉ ｔ ｃ ａ ｌ ｅ ｑ ｕａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｓ ａ ｎ ｄ ａ ｂｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ｃ ｏ ｎ ｃ ｅ ｐｔ ｓ ． Ｔｏ ｓ ｏ ｌ ｖ ｅ ｈｅ ｔ ｑ ｕ ｅ ｓ ｉｏｎ ｔ ｓ ． Ｍａ ｎａ ｂ ｓ ｏ ｆ ｔ ｗａ ｒ ｅ ｉ ｓ ｕｓ ｅ ｄ ｔ ｏ
用 Ｍａ ｎ ａ ｂ仿 真软 件 ， 对课程 中的对 称振 子 方向 图、 方 向 图乘积 定理 、 双极 天线 的 平 面方 向 图 以及 抛
物面天线增益 因子的计算等知识点进行 了仿真 实现 。仿真教学激发 学生的学 习兴趣 ， 加深 了学生
对 一 些概念 和公 式 的理 解 ， 提 高了教 学质 量 。 关 键词 Ｍａ ｔ ｌ ａ ｂ软 件 ； 仿真 ； 教 学质 量 文献 标 志码 ： Ｂ 文章 编 号 ： １ ６ ７ １ — ０ ４ ３ ６ （ ２ ０ １ ４ ） ０ ３ — ０ ０ ８ ５ ． ０ ５ 中 图分 类 号 ： Ｇ ６ ４ ２
第２ ７ 卷第 ３期
２ ０ １ ４年 ６月
常 州 工 学 院 学 报
Ｊ ｏ ｕｒ ｎ ａ ｌ ｏ ｆ Ｃｈ ａ ｎｇ ｚ ｈｏ ｕ Ｉ ｎ ｓ ｉｔ ｔ ｕｔ ｅ ｏ ｆ Ｔｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ
ＶＯ １ ． ２ ７ Ｎｏ ． ３
Ｊ ｕ ｎ． ２ ０１ ４
“ 天线与 电波传播” 是通信及 电子类专业 学生 的
一
门很重要 技术基 础课 ， 本 课程 着重 介绍 有关 天线
教材 中关于这些概念的讲解 图示又局限在纸面的 二 维静态 显示 ， 加 大 了学生 的理 解难 度 。 ２ 为 了使
学生 加深 对概 念 的理解 ， 采用 Ｍａ ｔ ｌ ａ ｂ软 件 仿真 出 极化 波 、 天线 的 Ｅ ／ Ｈ 面方向图、 天 线 阵方 向 图 与
ｓ ｉ ｍｕ ｌ ａ ｔ ｅ ｓ ｙｍｍ ｅ ｔ ｒ ｙ ｄ ｉ ｐｏ ｌ ｅ ｐ ａ ｔ ｔ ｅ ｒ ｎ， ｐ ｒ ｏ ｄ ｕ ｃ ｔ ｔ ｈｅ ｏ ｒ ｅ ｍ ｏ ｆ ｔ ｈｅ ｐａ Ｕｅ ｍ ， ｈｅ ｔ ｌａ ｆ ｔ ｐａ ｔ ｔ ｅ ｒ ｎ ｏｆ ｄ ｉ ｐ ｏ ｌ ｅ ａ ｎ ｔ ｅ ｎ ｎａ ａ ｎ ｄ ｈｅ ｔ ｇ ａ ｉ ｎ ｆ ａ ｃ ｔ ｏ ｒ ｏｆ ｐ ａ ｒ ａ ｂｏ ｌ ｉ ｃ ａ ｎ ｔ ｅ ｎ ｎ ａ． Ｔｈ ｒ ｏ ｕｇ ｈ ｓ ｉ ｍｕ ｌ ａ ｉｏ ｔ ｎ， ｓ ｔ ｕｄ ｅ ｎ ｔ ｓ ｉ ｎ ｔ ｅ ｒ ｅ ｓ ｔ ｉ ｎ ｌ ｅ ａ ｒ ｎ ｉ ｎ ｇ ｉ ｓ ｓ ｈ ａ ｒ ｐ ｅ ｎ ｅ ｄ ａ ｎ ｄ ｏ ｆ ｃ ｏ ｎ ｃ ｅ ｐｔ ｓ ｎｄ ａ ｆ ｏ ｒ ｍｕ ｌ ａ ｓ ｄ ｅ ｅ ｐｅ ｎ ｅ ｄ． Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄｓ Ｍａ ｔ ｌ ａ ｂ ｓ ｏ ｆ ｔ ｗａ ｒ ｅ； ｓ ｉ ｍｕ ｌ ａ ｉｏ ｔ ｎ； ｔ ｈ ｅ ｑ ｕａ ｌ ｉ ｔ ｙ ｏ ｆ ｔ ｅ ａ ｃ ｈｉ ｎｇ
设计 和天线 性 能 的基 本 理 论和 电波传 播 的基 本 知 识 。充分掌握 这些 内容 ， 不 仅可 以帮 助学生 加 深对 电磁 场和电磁波基 本 理论 的理解 ， 还 可使 学生 在该 理论 的指导下进行简单天线和传输系统的设 计。 ｕ
阵元间距和相位差之间的关系等。通过仿真结果 的动态演 示 方 式 和仿 真 图 ， 形 象 直 观 地 描述 这 些