基于MATLABGUI平台的数字微波工程设计
基于MATLAB的“数字信号处理”实验平台的制作毕业设计
目录中文摘要 (i)英文摘要 ................................................................................................................................ I V 1 绪论 . (1)1.1 问题提出及研究意义 (1)1.2 设计的基本内容 (1)2 系统设计工具简介 (2)2.1 MATLAB概述 (2)2.2 图形用户界面(GUI)设计 (3)2.2.1 创建GUI的步骤 (3)2.2.2 GUI编程 (7)2.2.3 GUI的设计流程和设计原则 (8)2.2.4 控件的使用 (9)3 系统总体设计思路 (10)3.1 系统总体设计的步骤 (10)3.2 系统总体设计的结构 (10)4 系统图形用户界面设计 (13)4.1 图形用户界面外观设计 (13)4.1.1 控件对象 (13)4.1.2 控件属性的设置 (14)4.1.3 窗口属性的设置 (15)4.1.4 菜单的设计 (16)4.2 图形用户界面控件编程 (16)4.2.1 输入函数 (17)4.2.2 输出函数 (18)4.2.3 回调函数 (18)5 系统用户界面的实现 (18)5.1 引导模块 (19)5.1.1 回调函数的编写 (19)5.1.2 界面功能 (20)5.2系统说明模块 (20)5.3 主界面模块 (21)5.3.1 回调函数的编写 (21)5.3.2 界面功能 (21)5.4 基本信号的产生模块 (22)5.4.1 回调函数编写的基本原理 (22)5.4.2 界面功能 (24)5.4.3 界面使用演示 (25)5.5 序列基本计算模块 (25)5.5.1 回调函数编写的基本原理 (25)5.5.2 界面功能 (26)5.5.3 界面使用演示 (27)5.6 数据采集模块 (27)5.6.1 回调函数编写的基本原理 (27)5.6.2 界面功能 (28)5.6.3 界面使用演示 (29)5.7 卷积模块 (30)5.7.1 回调函数编写的基本原理 (30)5.7.2 界面功能 (30)5.7.3 界面使用演示 (30)5.8 傅里叶变换模块 (32)5.8.1 回调函数编写的基本原理 (32)5.8.2 界面功能 (32)5.8.3 界面使用演示 (33)5.9 Z变换模块 (35)5.9.1 回调函数编写的基本原理 (35)5.9.2 界面功能 (36)5.9.3 界面使用演示 (37)5.10 滤波器设计模块 (40)5.10.1 回调函数编写的基本原理 (41)5.10.2 界面功能 (43)5.10.3 界面使用演示 (43)致谢 (49)参考文献 (50)附录 (51)毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。
基于matlabgui课程设计
基于matlabgui课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解MATLAB GUI设计的基本原理，掌握相关函数和编程技巧。
2. 学生能运用MATLAB GUI设计出符合课程要求的数据处理和分析界面。
3. 学生了解MATLAB在工程领域的应用，以及GUI在数据可视化、交互式操作等方面的优势。
技能目标：1. 学生能独立完成MATLAB GUI界面的设计和编程，实现数据处理、图像显示等功能。
2. 学生能通过MATLAB GUI设计，实现与用户的有效交互，提高数据处理和分析的效率。
3. 学生具备解决实际问题时，运用MATLAB GUI进行数据分析和处理的能力。
情感态度价值观目标：1. 培养学生主动探究、勇于创新的科学精神，激发学生对编程和工程领域的兴趣。
2. 培养学生团队协作、共同解决问题的能力，提高沟通与表达的自信心。
3. 增强学生对我国科技发展的自豪感，认识到科技对国家和社会发展的贡献。
课程性质：本课程为选修课，以实践为主，结合理论教学，培养学生的动手能力和实际应用能力。
学生特点：学生具备一定的MATLAB基础，对编程和工程领域有一定兴趣，喜欢探索新知识。
教学要求：结合课本内容，注重实践操作，引导学生主动探究，关注学生的个体差异，提高教学效果。
将课程目标分解为具体的学习成果，便于教学设计和评估。
二、教学内容本课程教学内容主要包括以下几部分：1. MATLAB GUI设计原理：介绍MATLAB GUI设计的基本概念、组成元素和设计流程，使学生了解GUI设计的基本框架。
2. MATLAB GUI编程基础：讲解MATLAB GUI编程的相关函数和语法，包括 GUIDE 工具的使用，使学生掌握GUI编程的基本技巧。
3. 数据处理与分析界面设计：结合课本内容，教授如何使用MATLAB GUI设计数据处理和分析界面，涵盖数据输入、处理、显示和保存等功能。
4. 实践项目：安排多个实践项目，让学生动手设计和实现不同的数据处理和分析界面，提高学生的实际操作能力。
基于matlab GUI信号处理系统设计
目录目录 (I)摘要 (III)ABSTRACT (V)第1章前言 (1)1.1 课题开发背景和发展状况 (1)1.2 研究的意义 (2)1.3 本文研究的主要内容 (3)第2章基本信号分析与处理 (5)2.1 信号分析概述 (5)2.2 滤波 (5)2.2.1 滤波器概述 (5)2.2.2 FIR滤波器和IIR滤波器的比较 (6)2.3 窗函数 (7)2.3.1 窗函数的分类 (7)2.3.2 常用的窗函数的性质和特点 (7)2.4 时域分析 (9)2.4.1 信号的强度表述 (9)2.4.2 信号的相关分析 (10)2.5 频域分析 (13)2.5.1 幅值谱 (13)2.5.2 功率谱 (13)2.5.3 倒频谱 (14)2.6 信号频谱的主要性质 (15)2.6.1 时移特性 (15)2.6.2 频移特性 (15)2.6.3 Parseval定理 (16)2.7 信号处理中出现的现象 (16)2.7.1 频率混叠现象 (16)2.7.2 频谱泄漏现象 (17)2.7.3 栅栏效应 (18)2.8 系统幅频特性 (19)2.8.1 频率响应函数 (19)2.8.2 二阶系统的幅频特性 (20)2.9 信号调制 (20)2.9.1 幅值调制 (20)2.9.2 频率调制 (22)2.9.3 相位调制 (22)2.10 本章小结 (23)第3章基于MATLAB GUI信号处理实验室的设计及实现 (25)3.1 MATLAB GUI (25)3.2 系统总体设计 (28)3.3 系统首页的设计 (29)3.4 主界面的设计 (30)3.5 信号源选择模块的设计 (31)3.5.1 模拟信号信息设置模块的设计 (32)3.5.2 数据文件读取模块的设计 (32)3.6 文件操作模块的设计 (33)3.7 信号预处理的设计 (33)3.7.1 滤波器设计 (33)3.7.2 加窗处理的设计 (35)3.7.3 噪声处理的设计 (36)3.8 信号时域分析的设计 (37)3.8.1 信号参数测量的设计 (37)3.8.2 信号相关分析的设计 (38)3.9 信号频域分析的设计 (40)3.9.1 幅值谱分析的设计 (40)3.9.2 功率谱分析的设计 (41)3.9.3 倒频谱分析的设计 (41)3.10 信号频谱主要性质的设计 (42)3.10.1 信号时移特性的设计 (42)3.10.2 信号频移特性的设计 (43)3.10.3 Parseval定理的设计 (43)3.11 信号处理中出现的现象的设计 (44)3.11.1 频率混叠现象的设计 (44)3.11.2 频谱泄漏现象的设计 (45)3.11.3 栅栏效应的设计 (45)3.12 系统幅频特性的设计 (46)3.13 信号调制的设计 (47)3.13.1 幅值调制的设计 (47)3.13.2 频率调制的设计 (48)3.13.3 相位调制的设计 (49)3.14 mcc编辑介绍 (50)3.15 本章小结 (51)第4章结论 (53)第5章总结与体会 .............................................................................. 错误!未定义书签。
基于matlab的gui设计报告
基于matlab的gui设计报告当然，我很乐意帮助你完成这篇文章。
以下是按照你提供的格式完成的《基于Matlab的GUI设计报告》。
一、介绍1. 引言本报告将探讨基于Matlab的GUI设计，其中包括设计背景、目的和重要性。
2. Matlab简介在开始讨论GUI设计之前，先简要介绍一下Matlab。
Matlab是一种高级的计算机语言和环境，常用于数学计算、数据分析和可视化。
3. GUI设计概述介绍GUI（图形用户界面）设计的概念和重要性。
GUI设计可以提供用户友好的界面，使用户能够通过图形或图标与程序交互。
二、Matlab的GUI设计工具1. Guide工具Guide是Matlab的一个可视化工具，用于创建图形用户界面。
本节将介绍Guide 的基本功能和使用方法。
2. App Designer工具App Designer是Matlab新引入的GUI设计工具，相比Guide具有更强大的功能和更好的用户体验。
本节将介绍App Designer的特点和使用技巧。
3. Matlab的其他GUI工具除了Guide和App Designer，Matlab还提供了其他GUI设计工具，如uifigure 和uitab。
本节将概述这些工具的功能和用途。
三、GUI设计原则1. 界面布局和设计介绍如何合理安排界面布局，包括按钮、文本框、下拉菜单等组件的摆放位置和大小。
2. 用户交互探讨合理的用户交互方式，包括按钮点击、鼠标悬停等，以提供更好的用户体验和减少误操作。
3. 数据可视化介绍如何将计算结果以图表、图像等形式展示给用户，提高数据分析和可视化的效率。
四、案例分析1. GUI设计案例1：温度转换器以一个简单的温度转换器为例，展示如何使用Matlab的GUI设计工具创建一个实用的应用程序。
2. GUI设计案例2：图像处理工具以图像处理为应用场景，展示如何使用Matlab的GUI工具进行图像处理和显示。
3. GUI设计案例3：数据分析工具以数据分析为应用场景，展示如何使用Matlab的GUI工具进行数据可视化和分析。
基于MATLAB的微波传输状态仿真应用设计
基于MATLAB的微波传输状态仿真应用设计作者：王梦瑶来源：《西部论丛》2020年第08期摘要：微波指的是频率在300MHz至3000GHz的电磁波，最重要应用是雷达和通信。
雷达不仅用于国防，同时也用于导航、气象测量、工业检测和交通管理等方面。
通信应用主要是现代的卫星通信和常规的中继通信。
微波的三种传输状态，是微波传输理论分析的基础。
本文将针对微波传输的特性，利用MATLAB的RF模块设计出微波传输状态的仿真分析软件。
关键词：微波，仿真，matlab，传输状态一、微波简介微波是指频率在300MHz至3000GHz的电磁波。
由于特殊的频率，微波又被称为超高频电磁波，其对应波长为0.1mm到1米之间，是分米波、厘米波、毫米波与亚毫米波的统称。
微波凭借着独特的波长和频率，其波长范围和人类基本几何尺寸在同一个数量级，所以微波在通信和生活方面都有非常巨大的研究和应用的意义。
微波的基本性质通常呈现为穿透、反射、吸收三个特性。
其中，穿透性指的是微波相较于其他红外，远红外等用于加热的电磁波具有更长的波长，可以使介质材料内部、外部几乎同时加热升温，形成体热源状态，大大缩短了常规加热中的热传导时间[1];反射性指的是对于金属类的物质，微波不会穿透或者吸收，则是反射，故而，大量的波导结构均为金属波导;吸收特性则指的是对于水和食物等就会吸收微波而使自身发热[2]微波在通信中的应用主要体现在无线通信中。
微波作为无线通信的一个重要波段，其波长的长度决定了微波元器件的几何尺寸可以做到毫米级别，符合当前继承设备的要求。
在研究微波的过程中，主要有传统场论方法，化场为路的方法，以及网络化的方法。
其中，场论的方法最为准确，但同时也由于其涉及大量的电磁学理论，研究起来具有一定的难度;网络化的分析方法，则是利用黑盒理论，忽略微波元器件的几何结构以及内部场的变化，关注输入和输出的变化;化场为路的方法，则是将抽象的难以捕捉的微波传输过程等效为基本电路结构，通过路的理论和方法，对其进行研究。
利用Matlab的图形用户界面(GUI)功能,设计与实现实验.
(1 利用Matlab 的图形用户界面（GUI ）功能，设计与实现实验主界面；(2 实现在“数值计算”图形用户界面中的各项数值计算，如实现Matlab 的线性方程组的求解、数据统计与分析、数值插值、曲线拟合、常微分方程的数值求解等数值计算；(3 利用Matlab 的二维、三维绘图功能，实现图形用户界面（GUI ）中的数值计算的可视化，即给出数值计算实例的同时实现该实例的图形化描述。
如下图给出了一个简单的GUI 界面，学生可以参考如下图设计出自己的GUI 界面。
figure('Color' ,[1,1,1],'Position' ,[100,100,700,600],...'Name' , '' , ...'NumberTitle' , 'off' , 'MenuBar' , 'none' ;uicontrol('Style' , 'Frame' , 'Position' ,[0,0.08,0.45,1],...'Units' , 'normalized' , 'Back' ,[0,1,1];XIANQIU=['a=str2num(get(xishu,''String'';', ...'b=str2num(get(changshu,''String'';', ...'b=b'';x=a\b;', ...'set(jieguo,''string'',x;'];uicontrol('Style' , 'Push' , 'Position' ,[0.02,0.92,0.20,0.06],...'String' , 'ÏßÐÔ·½³Ì×éÇó½â', 'Units' , 'normalized' , 'Call' ,XIANQIU;uicontrol('Style' , 'Text' , 'Position' ,[0.01,0.83,0.1,0.05],... 'Units' , 'normalized' , 'Horizontal' , 'center' , ...'String' , 'ϵÊý¾ØÕó', 'Back' ,[0,1,1];xishu=uicontrol('Style' , 'Edit' , 'Position' ,[0.16,0.83,0.25,0.06],... 'Units' ,'normalized' , 'Back' ,[0,1,0];uicontrol('Style' , 'Text' , 'Position' ,[0.01,0.72,0.1,0.05],... 'Units' , 'normalized' , 'Horizontal' , 'center' , ...'String' , '³£ÊýÏî¾ØÕó', 'Back' ,[0,1,1];changshu=uicontrol('Style' , 'Edit' , 'Position' ,[0.16,0.72,0.25,0.06],.. .'Units' , 'normalized' , 'Back' ,[0,1,0];uicontrol('Style' , 'Push' , 'Position' ,[0.02,0.63,0.20,0.06],... 'String' ,'Êýֵͳ¼ÆÓë·ÖÎö';uicontrol('Style' , 'Text' , 'Position' ,[0.23,0.63,0.2,0.05],... 'Units' , 'normalized' , 'Horizontal' , 'center' , ...'String' , 'ÔÚϵÊý¾ØÕóÊäÈë¿òÖÐÊäÈëÒª·ÖÎöµÄ¾ØÕó', 'Back' ,[0,1,1];uicontrol('Style' , 'Push' , 'Position' ,[0.06,0.55,0.1,0.05],... 'String' , 'ÊýÖµ²åÖµ';uicontrol('Style' , 'Push' , 'Position' ,[0.22,0.55,0.1,0.05],... 'String' , 'ÇúÏßÄâºÏ';uicontrol('Style' , 'Text' , 'Position' ,[0.005,0.45,0.05,0.05],... 'Units' , 'normalized' , 'Horizontal' , 'center' , ...'String' , 'X' , 'Back' ,[0,1,1];chazhi=uicontrol('Style' , 'Edit' , 'Position' ,[0.05,0.45,0.15,0.06],... 'Units' ,'normalized' , 'Back' ,[0,1,0];uicontrol('Style' , 'Text' , 'Position' ,[0.2,0.45,0.05,0.05],... 'Units' , 'normalized' , 'Horizontal' , 'center' , ...'String' , 'Y' , 'Back' ,[0,1,1];nihe=uicontrol('Style' , 'Edit' , 'Position' ,[0.25,0.45,0.15,0.06],... 'Units' ,'normalized' , 'Back' ,[0,1,0];XIANXING=['s=(get(changwei,''String'';', ...'c=(get(tiaojian,''String'';', ...'c_f=dsolve(''s'',''b'',''x'';', ...'set(jieguo,''string'',char(c_f;'];uicontrol('Style' , 'Push' , 'Position' ,[0.02,0.35,0.25,0.06],...'String' , '³£Î¢·Ö·½³ÌÊýÖµÇó½â', 'Units' , 'normalized' , 'Call' ,XIANXING;chengwei=uicontrol('Style' , 'Edit' , 'Position' ,[0.16,0.25,0.25,0.06],.. .'Units' , 'normalized' , 'Back' ,[0,1,0];uicontrol('Style' , 'Text' , 'Position' ,[0.01,0.25,0.1,0.05],... 'Units' , 'normalized' ,'Horizontal' , 'center' , ...'String' , '΢·Ö·½³Ì', 'Back' ,[0,1,1];tiaojian=uicontrol('Style' , 'Edit' , 'Position' ,[0.16,0.15,0.25,0.06],.. .'Units' , 'normalized' , 'Back' ,[0,1,0];uicontrol('Style' , 'Text' , 'Position' ,[0.01,0.15,0.1,0.05],... 'Units' , 'normalized' ,'Horizontal' , 'center' , ...'String' , '³õÖµÌõ¼þ', 'Back' ,[0,1,1];h_axes=axes('position' ,[0.5,0.15,0.4,0.4];jieguo=uicontrol('Style' , 'text' , 'Position' ,[0.5,0.6,0.45,0.25],... 'Units' , 'normalized' , 'Back' ,[0,1,0];uicontrol('Style' , 'Text' , 'Position' ,[0.6,0.85,0.3,0.1],... 'Units' , 'normalized' ,'Horizontal' , 'center' , ...'String' , '½á¹û', 'Back' ,[1,1,1],'FontSize' ,35;uicontrol('Style' , 'Push' , 'Position' ,[0.018,0.02,0.08,0.05],... 'String' , 'Í˳ö', 'Units' , 'normalized' , 'Call' , 'close' ;uicontrol('Style' , 'Push' , 'Position' ,[0.65,0.025,0.08,0.05],...'String' , '°¡Êµ´òʵ', 'Units' , 'normalized' , 'Call' , '»æͼº¯Êý°´Å¥';。
基于matlabgui的数字信号处理实验平台设计 _大学论文
论文题目：基于MATLAB GUI 的数字信号处理实验平台设计摘要数字信号处理是一门涉及许多学科而又广泛应用于许多领域的新兴学科，主要应用在通信、电气控制、生物医学、遥测遥感、地质勘探、航空航天、自动化仪表等领域，它涵盖内容多、概念抽象、原理复杂、推理繁琐，因此，在有限的的课堂时间内掌握这门课程的知识是对学生的基本要求。
本文主要研究了数字信号处理实验平台的设计，首先，利用MATLAB GUI完成数字信号处理课程中的离散系统时频域分析、离散傅里叶变换、快速傅里叶变换、IIR滤波器和FIR滤波器设计5个模块的界面构建，然后，利用MATLAB语言完成图形用户界面（GUI）的编程，最后，对数字信号处理实验平台的各个实验界面进行测试与优化。
该实验平台将数字信号处理课程中的重点、难点用交互式、实时、可视化界面进行展示，有利于教师的教学和学生的学习，具有一定的应用价值。
【关键词】数字信号处理实验平台MATLAB 图形用户界面（GUI）【论文类型】设计型Title: The Design of Digital Signal Processing Experiment Platform Based On MATLAB GUIMajor: Communication EngineeringName: Feng Xu Signature:＿＿＿＿＿Supervisor: Zhang Ming Signature:＿＿＿＿＿ABSTRACTDigital signal processing is a new discipline which involves many subjects and widely used in many fields. It mainly used in communications, electrical control, biomedical, remote sensing, geological exploration, aerospace, automation instrument and other fields. It includes much more content and abstract concept. It has more complex principles and complicated reasoning. Therefore, in the limtited classroom time ,to master the knowledge of the course is a basic requirement of students.This paper mainly studies the design of digital signal processing experiment platform. Firstly,using MATLAB GUI to complete the construction of digital signal processing course in the five modules: the frequency domain analysis and the time domain analysis of discrete system, discrete Fourier transform, fast Fourier transform, FIR filter design and IIR filter design .after that, using MATLAB programming language to complete graphical user interface (GUI) programming. finally ,through testing and optimizing the digital signal processing experiment platform, we can display the key and difficult content by the interactive, real time and visual experiment platform. It is helpful for the teaching of teachers and students' learning, and it has some application value.【Key words】Digital Signal Processing Experiment Platform MATLAB Graphical User Interfaces（GUI）【Type of Thesis】Design目录1 绪论 (1)1.1 研究目的及意义 (1)1.2 国内外研究现状 (1)1.3 MATLAB GUI简介 (2)1.4 本文研究内容 (2)2 数字信号处理实验平台设计 (4)2.1 实验平台分析 (4)2.1.1 实验平台的基本结构 (4)2.1.2 实验平台设计的步骤 (5)2.2 开始引导界面与实验主界面设计 (5)2.3 子界面的设计 (6)2.3.1 离散系统时频域分析实验界面设计 (6)2.3.2 离散信号傅里叶变换实验界面设计 (8)2.3.3 离散序列快速傅里叶变换实验界面设计 (9)2.3.4 IIR滤波器实验界面设计 (10)2.3.5 FIR滤波器实验界面设计 (11)2.4 本章小结 (13)3 实验平台测试 (14)3.1 离散信号时频域分析 (14)3.1.1 常见离散信号 (14)3.1.2 离散信号时域变换 (15)3.1.3 离散信号时域运算 (15)3.1.4 离散信号的卷积 (16)3.1.5 离散LTI系统的时域分析 (17)3.1.6 离散LTI系统的频域分析 (19)3.2离散傅里叶变换 (20)3.2.1 离散时间序列傅里叶变换（DTFT） (20)3.2.2 周期序列离散傅里叶级数（DFS） (21)3.2.3 离散信号傅里叶变换（DFT） (22)3.3 快速傅里叶变换 (23)3.3.1 基二快速傅里叶变换原理 (23)3.3.2 离散序列的快速傅里叶变换实验测试 (24)3.4 IIR滤波器设计 (25)3.4.1 常见的模拟低通滤波器设计 (25)3.4.2 模拟滤波器的频带变换 (29)3.4.3 脉冲响应不变法设计IIR数字滤波器 (31)3.4.4 双线性变换法设计IIR数字滤波器 (32)3.4.5 直接函数法设计IIR数字滤波器 (34)3.4.6 IIR滤波器的应用 (36)3.5 FIR滤波器设计 (36)3.5.1 常见的窗函数 (37)3.5.2 窗函数法设计FIR滤波器 (38)3.5.3 频率采样法设计FIR滤波器 (41)3.5.4 等波纹法设计FIR滤波器 (42)3.5.5 FIR滤波器的应用 (44)3.6 本章小结 (45)4 结论 (46)4.1 工作总结 (46)4.2 工作展望 (46)致谢 (48)参考文献 (49)1 绪论1.1 研究目的及意义数字信号处理是通信类专业核心主干课程，该课程是一门理论与实践、原理与应用紧密结合的课程。
基于MATLABGUI信号与系统虚拟实验平台使用
目录第一章绪论 (1)1.1 概述 (1)1.2 研究意义 (1)1.3 本文的主要工作 (2)第二章MATLAB/GUI简介 (3)2.1 MATLAB概述 (3)2.2 图形用户界面GUI (3)第三章虚拟实验平台设计 (5)3.1系统方案设计 (5)3.2 系统主界面设计 (6)3.3 简单函数性质模块 (7)3.3.1 简单函数性质模块主界面 (7)3.3.2简单函数性质仿真界面 (8)3.3.3 简单函数波形程序 (9)3.3.4 信号运算程序代码 (10)3.4 信号抽样模块 (11)3.5 信号频谱分析模块 (13)3.6 LTI系统时域分析模块 (15)3.6.1 连续时间LTI系统 (16)3.6.2 离散时间LTI系统 (17)3.7 滤波器设计模块 (18)3.8 生成可执行文件 (22)3.9 小结 (22)第四章虚拟实验平台的使用 (23)4.1 简述 (23)4.2 主界面 (23)4.3 简单函数性质 (24)4.3 信号抽样 (26)4.4 信号频谱分析 (27)4.5 LTI系统时域分析 (28)4.6 滤波器设计 (29)第五章小结 (31)5.1 系统设计成果 (31)5.2 系统设计不足 (31)参考文献 (32)致谢 (33)第一章绪论1.1 概述通信在现今生活中已是普遍存在，在经济发展，政治军事活动，个人生活中的应用已是相当普遍，是社会发展不可缺少的工具，自1844年莫而斯在华盛顿和巴尔的摩之间发送世界第一份电报以来，通信已经经历了150多年，发展到目前数字通信趋于替代模拟通信的趋势。
《信号与系统》课程，是高等理工科类院校通信与电子信息工程等专业中一门十分重要的基础理论课，也是电子信息工程专业许多后续课程的重要理论基础。
以前的信号模拟是通过硬件，对仪器和实验室的要求较高，不便于广泛应用，而且信号处理具有内容繁多、概念抽象、设计复杂等特点, 学生在学习时常常会感到枯燥, 难以理解和掌握。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
基于MATLAB GUI 平台的数字微波工程设计【摘 要】数字微波工程设计是一项繁重复杂的工作，为减少设计人员工作量，实现自动化设计，开发了一个数字微波工程设计平台。
该平台基于MATLAB GUI 编程，通过路径信息分析、天线高度设计、性能指标估算等一系列功能模块实现了高效可靠的数字微波工程设计。
本文对平台的总体设计和具体实现进行了详细的阐述。
实践证明平台简便实用，对数字微波通信系统的工程设计具有较强的指导作用。
【关键词】数字微波，工程设计，MATLAB GUI 【中图分类号】 TN925+.91【文献标识码】 B 【本文献信息】张欣， 王三山，艾杰.基于MATLAB GUI 平台的数字微波工程设计[J].广播与电视技术，2014,Vol.41(10).Design of Digital Microwave Engineering Based on MATLAB GUI PlatformZHANG Xin, WANG Sanshan, AI Jie（Wireless Transmission Center of Henan Province, Henan 450003, China ）Abstract Engineering design of digital microwave is a heavy and complex work. In order to reduce the workload of designers and realize theautomatic design, an engineering design platform of digital microwave is developed. Base on MATLAB GUI programming, the platform achieves effi cient and reliable engineering design of digital microwave by a series of function modules, such as path analysis, antenna height design, performance estimation and so on. The general design and implementation of the platform are elaborated in this paper. Application proves the convenience and practicability of the platform, which would be a helpful guidance for engineering design of digital microwave communication system.Keywords Digital microwave, Engineering design, MATLAB GUI张欣， 王三山，艾杰（河南省无线发射传输管理中心,河南 450003）0 引言随着通信技术的飞速发展，融合微波技术和数字技术诸多优点的数字微波已经成为现代通信网络中重要的传输工具，特别是在专网、移动网和宽带数据网中，数字微波的应用日益广泛[1][2]。
需求的增长对工程设计提出了更高的要求，如何高效而且高质量地完成繁重复杂的数字微波工程设计，成为摆在设计人员面前的现实问题。
MATLAB 是Mathworks 公司推出的一款功能强大的数学软件，具有强大的科学计算和图形显示能力，为科学研开发Android 系统手机远程监控客户端，开发GSM 短信报警等等，让多路卫星电视信号频谱监测系统成为保障卫星广播电视安全播出的利器。
参考文献［1］陈燕莉.卫星频谱综合监测和干扰识别系统的设计与实现[J ].广播与电视技术, 2013（9）：118-122.［2］刘洪才.广播电视卫星数字传输技术[M ].北京：中国广播电视出版社,2003.［3］车晴，张文杰，王晶玲.数字卫星广播与微波技术[M ].北京：中国广播电视出版社,2004.作者简介：黄展刚，男，1977年生，大学本科学历，广电工程师，主要从事广播电视卫星传输技术、计算机科学与技术方面的研究。
究、工程设计及众多学科领域提供一种简洁、高效的编程工具，在图像处理、控制设计、信号检测、金融建模设计等领域均得到广泛应用[3][4]。
本文基于MATLAB GUI(Graphic User Interface，图形用户界面)编程，创新开发了数字微波工程设计平台，实现了简洁友好、功能齐全的人机交互界面，为数字微波工程设计人员提供了一个又快又准的设计辅助工具。
1 平台总体设计1.1 设计分析数字微波工程设计涉及面极广，除微波系统本身的电波传播设计，还包括信道组织、监控系统、电源系统、防雷接地、铁塔和土建等辅助设计[5]。
本文所开发的工程设计平台主要针对电波传播设计，这也是数字微波通信系统的基础部分和核心部分。
设计人员在进行数字微波工程设计时通常会有以下感受：1. 电波传播空间具有多样性和时变性[6]，对于每条微波电路都需要进行一个完整的设计过程，以得到个性化配置来适应传播路径的差异。
可以说，数字微波工程设计只可借鉴，不可复制。
2. 数字微波工程设计纷繁芜杂，包括路径分析、天线配置、性能估算在内的许多重要环节都需要大量的公式计算和细致的图上作业，而微波传输理论公式复杂、计算繁琐，图上作业往往需要在抛物面坐标纸上实际绘制[7]，这些因素不仅使设计人员耗时耗神，而且容易造成设计本身分散凌乱。
对于上面两个问题，个人经验会弥补些许不足，但将手和笔解放出来，让设计人员把时间和精力集中在思考和判断上，才是使工程设计高效实用的根本。
基于此，决定开发基于MATLAB GUI的数字微波工程设计平台，该平台需要实现的主要功能有：1. 路径剖面图和电波传播路径图自动绘制；2. 天线高度设计；3. 反射点和余隙计算；4. 电路性能指标分配；5. 性能指标估算及评判；6. 工程配置文件自动生成。
1.2 系统构架在详细的设计分析基础上，构建基于MATLAB GUI的数字微波工程设计平台系统构架，模块框图如图1所示。
与传统的系统构架不同，图1除了在输入输出模块标明清晰的数据流向之外，在主模块上并没有给出更多的数据流向信息，这是因为本文所构建的平台着眼于工程设计，而非一般的信号处理，因此数据流向可根据设计过程中各模块的逻辑关系灵活安排。
平台各模块的功能以及它们之间的基本关联简单说明如下：1. .xls文件输入模块：该模块主要以.xls表格形式记录距离数据、地面海拔高度数据和经纬度数据，为数字微波工程设计平台提供规范的数据输入。
在运行平台进行工程设计之前，包含设计对象相关数据的.xls文件必须按照特定格式提前准备好。
2. 路径信息显示模块：该模块读取.xls文件输入信息，直观显示等效地球半径系数、站点、海拔峰值、站距、地形和气候条件等路径信息，同时在图形显示模块中绘制相应的路径剖面图。
3. 性能指标分配模块：该模块根据设计对象的电路长度和容量将其归为高级、中级或用户级假设参考数字通道，进而参照相关标准进行电路性能指标分配。
性能指标的合理分配是性能评判有效进行的前提。
4. 频率及容量配置模块：该模块实现工作频率和系统容量的配置。
工作频率是设计天线高度所需要的基本参量，系统容量则是计算频率选择性衰落所需要的参量。
5. 天线高度设计模块：该模块是数字微波工程设计平台的核心模块，后续的反射点计算、余隙计算以及性能指标估算等模块均依赖于所设计的天线高度。
为兼顾计算机的自动设计和设计人员的经验设计，采用自动估算加手工调整的方法来实现天线高度设计。
6. 反射点计算模块：该模块只有在完成天线高度设计之后才能正常使用，实现的功能是计算不同等效地球半径系数下的反射点位置，并根据反射面类型自动估算反射系数。
反射点位置和反射系数是影响电波传播路径和反射衰耗的重要参量。
7. 余隙计算模块：该模块只有在完成天线高度设计之后才能正常使用，实现的功能是计算所选位置点上的第一费涅尔半径、自由空间余隙、路径余隙、相对余隙等参量。
8. 性能指标估算模块：该模块对工程设计结果进行性能指标估算，具体分为五个子模块：1) 反射损耗估算模块：主要用于估算反射路径绕射损耗、天线方向性对反射波的损耗、反射波地面损耗等；2) 天馈线估算模块：主要用于估算天线增益和馈线损耗；3) 衰落储备估算模块：这是性能指标估算模块中最重要的子模块，主要用于计算自由空间损耗、无衰落时的路径损耗、平衰落储备等，另外由于该模块的计算涉及天馈线增益、发射功率和最小接收电平等关键性能指标，所以对数字微波天馈线、收发信机以及其它相关部分的设备选型、设备调测甚至后期的设备运维都具有积极的指导作用；4) 雨衰和不可用性模块：主要用于估算降雨衰减、年不可用性等；5) 中断率估算模块：主要用于估算平衰落、选择性衰落、系统中断率、分集配置等。
9. 性能评判模块：该模块运行在性能指标分配和性能指标估算完成以后，实现的功能是判断年不可用性和系统中断率是否满足设计要求。
若满足，则将设计结果展现在工程配置显示模块当中。
10. 工程配置显示模块：该模块用于显示天线高度、天线俯仰角、天线方位角等工程配置设计结果。
11. .xls文件输出模块：作为数字微波工程设计平台的数据输出模块，该模块以.xls表格形式记录工程配置设计结果，.xls文件的数据写入由平台自动完成。
12. 图形显示模块：该模块配合相关模块完成路径剖面图和电波传播路径图等图形的绘制和显示，其功能实现贯穿在平台运行的始终。
结合以上讨论看出，图1所示的模块布局已尽量考虑了系统构架中各模块之间的逻辑关系，基本遵照了先上后下、先左后右的布局原则。
2 平台具体实现2.1 实现步骤MATLAB GUI提供了两种开发方式供选择[8]：使用.ml 文件动态添加控件、使用自带的GUIDE工具创建GUI界面。
GUIDE作为一种可视化编辑方法具有快速直观的优点，但.m 文件动态添加控件的灵活性和可复用性是GUIDE无法比拟的。
经过比较，选择.m文件的方法来进行平台的开发，这意味着所有的命令行都需要手工输入，巨大的代码量使得程序结构的合理安排显得尤为重要。
为了清晰有序地完成代码编写，参照C、C++等编程方法[9][10]，采用主程序加子函数的结构来进行MATLAB编程，其中主程序相当于C、C++的main 函数，用来完成GUI界面布局，子函数则用来完成控件的计算和绘图，一个或多个控件组合完成系统构架的各模块功能，进而整合实现平台的总体功能。