稀疏阵列mimo天线matlab仿真
用matlab 仿真不同天线阵列个天线的相关系数
2.3.1 阵列几何图天线阵可以是各种排列，下图所示分别为圆阵(UCA)、线阵(ULA)、矩形阵(URA)排列方式与空间来波方向关系图，为简化整列分析，假设阵元间不考虑耦合，L 为天线数目，天线间距相等且均为d ，为入射在阵列上的水平波达角，为垂直波达角。
图2- 1 阵列排列方式与空间来波方向的关系1） 圆阵排列方式的天线响应矢量为：011cos()cos()cos()cos()(,)[,,...,,...,]l L j j j j TU C A a eeeeξϕψξϕψξϕψξϕψθϕ-----= 公式2- 1其中2/,0,1,...,1l l L l L ψπ==-为第l 天线阵元的方位角，sin(),w w k r k ξθ=为波数2） 线阵排列方式的天线响应矢量为：cos sin (1)cos sin (,)[1,,...,]w w jk d jk d L TU LA a ee ϕθϕθθϕ-= 公式2- 23） 矩形阵列方式的天线响应矢量为：(1)()[(1)](1)[(1)(1)](,)(()())[1,,...,,,,...,...,,...,]Tjv j p vju j u v uURA N pj u p v j N uj N u p v Ta vec a u a v e e e eeee θϕ-++---+-== 公式2- 3,N P 分别为x ，y 方向的天线数目，这里设x y d d =， (1)()[1,,...,]juj N uTN a u e e-=；cos sin w x u k d ϕθ=；(1)()[1,,...,]jv j p v Tp a v e e-=；sin sin w y v k d ϕθ=对于3种排列方式，任意2根天线m 和n 之间的相关衰落系数经数值积分为公式2- 400(,)(,)(,)sin()m n E E p d d ϕϕθθθϕθϕθϕθθϕρ+∆+∆*=公式2- 5其中E 为天线归一化场强方向性函数与天线响应矢量的乘积，(,)p θϕ为入射信号功率角谱概率密度函数，ϕ∆，θ∆分别为水平、垂直角度扩展，由公式2- 6可得各天线阵列收发两端空间衰落相关矩阵。
MATLAB仿真天线阵代码
clc clear all f=3e9;N1=4;N2=8;N3=12; a=pi/2; % 馈电相位差 i=1; % 天线电流值lambda=(3e8)/f; %lambda=c/f d=lambda/2;beta=2 、 *pi/lambda;W=-2*pi:0 、 001:2*pi; y1=sin((N1 、 *W 、 /2)) 、/(N1 、 y1=abs(y1);r1=max(y1);y2=sin((N2 、 *W 、 /2)) 、/(N2 、 y2=abs(y2);r2=max(y2);y3=sin((N3 、 *W 、 /2)) 、/(N3 、y3=abs(y3);r3=max(y3);%归一化阵因子绘图程序figure(1) subplot(311);plot(W,y1) ; grid on; % 阵因子xlabel('f=3GHz,N=4,d=1/2 波长,a= n /2') subplot(312);plot(W,y2) ; grid on; % 阵因子xlabel('f=3GHz,N=8,d=1/2 波长,a= n /2')subplot(313);plot(W,y3) ; grid on; % 化阵因子 xlabel('f=3GHz,N=12,d=1/2 波长,a= n /2')% --------------- %只有参数N 改变的天线方向图 t=0:0 、0 1 :2*pi; W=a+(beta 、*d 、*cos(t));z1=(N1/2) 、*(W); z2=(1/2) 、*(W);W1=sin(z1) 、/(N1 、*sin(z2)); % 非归一化的阵因子 K1K1=abs(W1);% ---------------天线阵代码波长*(sin(W 、/2))); % *(sin(W 、/2))); % *(sin(W 、/2))); % 归一化阵因子 归一化阵因子 归一化阵因子 绘出N=4等幅等矩阵列的归一化 绘出N=8等幅等矩阵列的归一化 绘出N=12等幅等矩阵列的归一W=a+(beta 、 *d 、*cos(t)); z3=(N2/2) 、 *(W); z4=(1/2) 、*(W);W2=sin(z3) 、/(N2 、*sin(z4)); % 非归一化的阵因子 K2K2=abs(W2);% ------------------W=a+(beta 、 *d 、*cos(t)); z5=(N3/2) 、 *(W); z6=(1/2) 、*(W);W3=sin(z5) 、/(N3 、*sin(z6)); % 非归一化的阵因子 K3K3=abs(W3);% -------------- 绘图函数figure(2)subplot(131);polar(t,K1);xlabel('f=3GHz,N=4,d=1/2 subplot(132);polar(t,K2);xlabel('f=3GHz,N=8,d=1/2 subplot(133);polar(t,K3);xlabel('f=3GHz,N=12,d=1/2 % %只有阵列单元方向角 a 改变的天线方向图N4=10;d1=lambda/4;a1=0;a2=pi/2;a3=pi/2+pi/10;A=a1+(beta 、*d1 、*cos(t)) ; x1=(N4/2) 、*(A); x2=(1/2) 、*(A);A1=sin(x1) 、/(N4 、*sin(x2)); % 非归一化的阵因子 K4 K4=abs(A1);% -------------------B=a2+(beta 、*d1、*cos(t));y_1=(N4/2) 、*(B);y_2=(1/2) 、*(B);B1=sin(y_1) 、/(N4 、 *sin(y_2)) ; % 非归一化的阵因子 K5 K5=abs(B1); % -------------------C=a3+(beta 、*d1、*cos(t));v1=(N4/2) 、*(C);v2=(1/2) 、*(C);C1=sin(v1) 、/(N4 、*sin(v2)); % 非归一化的阵因子 K6 K6=abs(C1);% ------------------- 绘图函数figure(3)subplot(131);polar(t,K4);xlabel('f=3GHz,N=10,d=1/4 subplot(132);polar(t,K5);xlabel('f=3GHz,N=10,d=1/4 subplot(133);polar(t,K6);xlabel('f=3GHz,N=10,d=1/4 长,a= n /2+ n /10');% ------------------------------------------------波长,a= n /2'); 波长,a= n /2'); 波长,a= n 波长,a=0'); 波长,a= n /2');波%只有阵列单元间隔 d 改变的天线方向图N5=20;d2=lambda/4;d3=lambda/2;d4=0 、7*lambda;a4=pi/2;D=a4+(beta 、*d2 、*cos(t));p1=(N5/2) 、*(D);p2=(1/2) 、*(D);D1=sin(p1) 、/(N5 、*sin(p2)); % 非归一化的阵因子 K7K7=abs(D1);% ----------------------E=a4+(beta 、*d3、*cos(t));q1=(N5/2) 、*(E);q2=(1/2) 、*(E);E1=sin(q1) 、/(N5 、*sin(q2)); % 非归一化的阵因子 K8 K8=abs(E1);% ----------------------F=a4+(beta 、*d4、*cos(t));r_1=(N5/2) 、*(F);r_2=(1/2) 、*(F);F1=sin(r_1) 、/(N5 、 *sin(r_2)); % 非归一化的阵因子 K9 K9=abs(F1); % ---------------- 绘图函数figure(4)subplot(131);polar(t,K7);xlabel('f=3GHz,N=20,d=1/4 波长,a= n /2'); subplot(132);polar(t,K8);xlabel('f=3GHz,N=20,d=1/2波长,a= n /2'); subplot(133);polar(t,K9);xlabel('f=3GHz,N=20,d=0% ------------------------------------------------ % ---------------------------- 3D- 天线方向图n_tehta = 130; % ------------- 采样视角点的仰角n_phi = 130; % --------------- 采样点的方向角[tehta,phi]=meshgrid(eps:pi 、/(n_tehta-1):pi, 、、、 %meshgrid为矩形区域的设定范围就是epfvtehtav n 0<phi<2 n0:2*pi 、/(n_phi-1):2*pi) ;t3=tehta; % -------- 只有参数N 改变的天线方向3D 图M=a+(beta 、*d 、*cos(t3)); % --- N1=4;N2=8;N3=12;z_1=(N1/2) 、*(M);z_2=(1/2) 、*(M);M1=sin(z_1) 、/(N1、*sin(z_2)); % 非归一化的阵因子 K1K_1=abs(M1);radio_1 =K_1;X1=radio_1 、*sin(tehta) 、*cos(phi);Y1=radio_1 、*sin(tehta) 、*sin(phi);Z1=radio_1 、*cos(tehta);% ------------------------M=a+(beta 、 *d 、*cos(t3));z_3=(N2/2) 、*(M);z_4=(1/2) 、*(M);7 波长,a= n /2');函数M2=sin(z_3) 、/(N2 、*sin(z_4)); % 非归一化的阵因子K2K_2=abs(M2);radio_2 =K_2;X2=radio_2 、*sin(tehta) 、*cos(phi);Y2=radio_2 、*sin(tehta) 、*sin(phi);Z2=radio_2 、*cos(tehta);% --------------------------M=a+(beta、*d 、*cos(t3));z_5=(N3/2) 、*(M);z_6=(1/2) 、*(M);M3=sin(z_5) 、/(N3 、*sin(z_6)); % 非归一化的阵因子K3K_3=abs(M3);radio_3 =K_3;X3=radio_3 、*sin(tehta) 、*cos(phi);Y3=radio_3 、*sin(tehta) 、*sin(phi);Z3=radio_3 、*cos(tehta);% -------------------------- 3D 绘图函数figure(5)surf(X1,Y1,Z1); % 三维绘图函数surf, 采用伪彩色表示曲面的高度camlight right lightcolorbaraxis imagerotate3D ontitle('f=3GHz,N=4,d=1/2 波长,a= n /2');figure(6) surf(X2,Y2,Z2);camlight rightlightcolorbaraxis imagerotate3D on title('f=3GHz,N=8,d=1/2 波长,a= n /2');figure(7) surf(X3,Y3,Z3)camlight rightlightcolorbaraxis imagerotate3D on title('f=3GHz,N=12,d=1/2 波长,a= n /2');% ---------------------------------% -------------- 只有阵列单元方向角 a 改变的天线方向图N4=10;d1=lambda/4;a1=0;a2=pi/2;a3=pi/2+pi/10;A_3d=a1+(beta、*d1、*cos(t3));x_1=(N4/2) 、*(A_3d);x_2=(1/2) 、*(A_3d);A_1=sin(x_1) 、/(N4 、*sin(x_2)); % 非归一化的阵因子K4 K_4=abs(A_1);radio_4 =K_4;X4=radio_4 、*sin(tehta) 、*cos(phi);Y4=radio_4 、*sin(tehta) 、*sin(phi);Z4=radio_4 、*cos(tehta); %B_3d=a2+(beta 、*d1 、*cos(t3)); y_1_3d=(N4/2) 、*(B_3d);y_2_3d=(1/2) 、*(B_3d);B_1=sin(y_1_3d) 、/(N4 、*sin(y_2_3d)); % 非归一化的阵因子K5 K_5=abs(B_1); radio_5 =K_5;X5=radio_5 、*sin(tehta) 、*cos(phi);Y5=radio_5 、*sin(tehta) 、*sin(phi);Z5=radio_5 、*cos(tehta); %C_3d=a3+(beta、*d1、*cos(t3));v_1=(N4/2) 、*(C_3d);v_2=(1/2) 、*(C_3d);C_1=sin(v_1) 、/(N4 、*sin(v_2)); % 非归一化的阵因子K6 K_6=abs(C_1);radio_6 =K_6;X6=radio_6 、*sin(tehta) 、*cos(phi);Y6=radio_6 、*sin(tehta) 、*sin(phi);Z6=radio_6 、*cos(tehta);% -------------------------figure(8)surf(X4,Y4,Z4); % 三维绘图函数surf, 采用伪彩色表示曲面的高度camlight right lightcolorbaraxis imagerotate3D on title('f=3GHz,N=10,d=1/4 波长,a=0');figure(9) surf(X5,Y5,Z5);camlight rightlight colorbar axis image rotate3D on title('f=3GHz,N=10,d=1/4 figure(10)surf(X6,Y6,Z6) camlight rightlight colorbar axis image rotate3D ontitle('f=3GHz,N=10,d=1/4 波长,a= n /2+ n /10'); %% ------------ 只有阵列单元波长,a= n /2');间隔d改变的天线方向3D图N5=20;d2=lambda/4;d3=lambda/2;d4=0 、7*lambda;a4=pi/2;D_3d=a4+(beta、*d2、*cos(t3));p_1=(N5/2) 、*(D_3d);p_2=(1/2) 、*(D_3d);D_1=sin(p_1) 、/(N5、*sin(p_2)); % 非归一化的阵因子K7K_7=abs(D_1);radio_7 =K_7;X7=radio_7 、*sin(tehta) 、*cos(phi);Y7=radio_7 、*sin(tehta) 、*sin(phi);Z7=radio_7 、*cos(tehta);% ----------------------------E_3d=a4+(beta、*d3、*cos(t3));q_1=(N5/2) 、*(E_3d);q_2=(1/2) 、*(E_3d);E_1=sin(q_1) 、/(N5 、*sin(q_2)); % 非归一化的阵因子K8K_8=abs(E_1);radio_8 =K_8;X8=radio_8 、*sin(tehta) 、*cos(phi);Y8=radio_8 、*sin(tehta) 、*sin(phi);Z8=radio_8 、*cos(tehta);% ------------------------------F_3d=a4+(beta 、*d4、*cos(t3));r_1_3d=(N5/2) 、*(F_3d);r_2_3d=(1/2) 、*(F_3d);F_1=sin(r_1_3d) 、/(N5 、*sin(r_2_3d)); % 非归一化的阵因子K9K_9=abs(F_1);radio_9 =K_9;X9=radio_9 、*sin(tehta) 、*cos(phi);Y9=radio_9 、*sin(tehta) 、*sin(phi);Z9=radio_9 、*cos(tehta);% -------------------------figure(11)surf(X7,Y7,Z7); % 三维绘图函数surf, 采用伪彩色表示曲面的高度camlight right lightcolorbaraxis imagerotate3D ontitle('f=3GHz,N=20,d=1/4 波长,a= n /2'); figure(12)surf(X8,Y8,Z8);camlight rightlightcolorbaraxis imagerotate3D on title('f=3GHz,N=20,d=1/2 波长,a= n /2');figure(13)surf(X9,Y9,Z9)camlight rightlightcolorbaraxis imagerotate3D on title('f=3GHz,N=20,d=0 、7 波长,a= n /2');二、% ------------ 均匀直线阵列天线的应用之一: 边射阵clcclear allf=3e10; %30GH z,厘米波i=1; % 天线电流值lambda=(3e8)/f; %lambda=c/f 波长beta=2、*pi/lambda;N=15;t=0:0 、01:2*pi;d1=lambda/4; %没有栅瓣效应的边射阵，即间隔d＜波长W1=beta、*d1 、*cos(t); % 定义kdcos( 方向角) z1=(N/2) 、*W1; z2=(1/2) 、*W1;F1=sin(z1) 、/(N、*sin(z2));K1=abs(F1);d2=lambda*1、5; %有栅瓣现象的边射阵,即间隔d＞波长W2=beta、*d2、*cos(t); % 定义kdcos( 方向角)z3=(N/2) 、*W2;z4=(1/2) 、*W2;F2=sin(z3) 、/(N 、*sin(z4));K2=abs(F2);figure(1)subplot(121);polar(t,K1);title('subplot(122);polar(t,K2);title(' 波长');% ------------ 均匀直线阵列天线的应用之二 : 普通端射阵clc clear all f=3e10; %30GHz, 厘米波 i=1; % 天线电流值lambda=(3e8)/f; %lambda=c/f 波长 beta=2 、 *pi/lambda;N=15;t=0:0 、01:2*pi;d1=lambda/4; % 没有栅瓣效应的普通端射阵 , 即间隔 d<1/2 波长W1=beta 、 *d1 、 *cos(t); % 定义 kdcos( 方向角 ) z1=((N/2) 、*W1)+N/2*beta*d1;z2=((1/2) 、 *W1)+1/2*beta*d1;F1=sin(z1) 、/(N 、*sin(z2));K1=abs(F1); d2=lambda*0、7; %有栅瓣现象的普通端射阵 ,即间隔 d>1/2 波长 W2=beta 、 *d2 、 *cos(t); % 定义 kdcos( 方向角 ) z3=((N/2) 、*W2)+N/2*beta*d2;z4=((1/2) 、 *W2)+1/2*beta*d2;F2=sin(z3) 、/(N 、*sin(z4));K2=abs(F2); figure(2) subplot(121);polar(t,K1);title(' 普通端射阵 f=30GHz,N=15,d=1/4 波长 ');subplot(122);polar(t,K2);title(' 普通端射阵 ( 有栅瓣) f=30GHz,N=15,d=0、7倍波长 ');四% ------------ 均匀直线阵列天线的应用之三 : 强方向性端射阵clc clear all f=3e10; %30GHz, 厘米波 i=1; % 天线电流值lambda=(3e8)/f; %lambda=c/f 波长 beta=2 、 *pi/lambda;N=15;t=0:0 、01:2*pi;d1=lambda/4; % 没有栅瓣效应的强方向性端射阵 , 即间隔 d<(1/2 波 长)*(1-1/N)W1=beta 、 *d1 、 *cos(t); % 定义 kdcos( 方向角 ) z1=((N/2) 、*W1)+N/2*(beta*d1+pi/N);z2=((1/2) 、*W1)+1/2*(beta*d1+pi/N);F1=sin(pi/2/N) 、*sin(z1) 、/(sin(z2));K1=abs(F1);d2=lambda*0、5; %有栅瓣现象的强方向性端射阵，即间隔d>1/2波长*(1-1/N) W2=beta 、 *d2、 *cos(t); % 定义 kdcos( 方向角) z3=((N/2) 、 边射阵 f=30GHz,N=15,d=1/4 波长 '); 边射阵(有栅瓣) f=30GHz,N=15,d=1 、5倍*W2)+N/2*(beta*d2+pi/N);z4=((1/2) 、*W2)+1/2*(beta*d2+pi/N);F2=sin(pi/2/N) 、*sin(z3) 、/(sin(z4));K2=abs(F2);figure(3)subplot(121);polar(t,K1);title(' 强方向性端射阵f=30GHz,N=15,d=1/4 波长');subplot(122);polar(t,K2);title(' 强方向性端射阵(有栅瓣)f=30GHz,N=15,d=0、5倍波长');。
基于MATLAB的MIMO-OFDM通信系统的仿真
基于MATLAB的MIMO-OFDM通信系统的仿真0 引言5G技术的逐步普及，使得我们对海量数据的存储交换，以及数据传输速率、质量提出了更高的要求。
信号的准确传播显得越发重要，随之而来的是对信道模型稳定性、抗噪声性能以及低误码率的要求。
本次研究通过构建结合空间分集和空间复用技术的MIMO信道，引入OFDM 技术搭建MIMO-OFDM 系统，在添加保护间隔的基础上探究其在降低误码率以及稳定性等方面的优异性能。
1 概述正交频分复用（Orthogonal Frequency Division Multiplexing,OFDM）技术通过将信道分成数个互相正交的子信道，再将高速传输的数据信号转换成并行的低速子数据流进行传输。
该技术充分利用信道的宽度从而大幅度提升频谱效率达到节省频谱资源的目的。
作为多载波调制技术之一的OFDM 技术目前已经在4G 中得到了广泛的应用，5G 技术作为新一代的无线通信技术，对其提出了更高的信道分布和抗干扰要求。
多输入多输出（Multi Input Multi Output,MIMO）技术通过在发射端口的发射机和接收端口的接收机处设计不同数量的天线在不增加频谱资源的基础上通过并行传输提升信道容量和传输空间。
常见的单天线发射和接收信号传输系统容量小、效率低且若出现任意码间干扰，整条链路都会被舍弃。
为了改善和提高系统性能，有学者提出了天线分集以及大规模集成天线的想法。
IEEE 806 16 系列是以MIMO-OFDM 为核心，其目前在欧洲的数字音频广播，北美洲的高速无线局域网系统等快速通信中得到了广泛应用。
多媒体和数据是现代通信的主要业务，所以快速化、智能化、准确化是市场向我们提出的高要求。
随着第五代移动通信5G 技术的快速发展，MIM-OFDM 技术已经开始得到更广泛的应用。
本次研究的MIMO-OFDM 系统模型是5G的关键技术，所以对其深入分析和学习，对于当下无线接入技术的发展有着重要的意义。
稀疏阵列mimo天线matlab仿真
稀疏阵列mimo天线matlab仿真稀疏阵列MIMO（Multiple-Input Multiple-Output）系统是一种利用多个天线进行传输和接收的技术，可以有效提高通信系统的传输速率和可靠性。
在稀疏阵列MIMO系统中，天线之间的间距较大，形成了一个“稀疏”分布的阵列。
本文将介绍稀疏阵列MIMO系统的原理，并通过MATLAB仿真来验证其性能。
稀疏阵列MIMO系统的基本原理是利用空间信道的多径传输来增加传输路径和信道容量。
通过多个天线进行信号传输和接收，可以实现空间分集和空间复用的效果，从而提高系统的传输速率。
与传统的天线阵列相比，稀疏阵列的天线间距较大，可以减少阵列间的干扰，提高系统的可靠性和性能。
稀疏阵列MIMO系统在无线通信、雷达、无人机通信等领域具有广泛的应用前景。
为了验证稀疏阵列MIMO系统的性能，可以利用MATLAB进行仿真。
首先，需要建立稀疏阵列MIMO系统的模型。
模型包括天线阵列的布局、信道模型的建立、发送和接收信号处理等。
通过设置好参数和信道条件，可以进行系统的仿真实验。
在MATLAB中，可以利用MIMO通信工具箱进行稀疏阵列MIMO系统的建模和仿真。
首先，需要定义阵列的几何布局和天线的数量。
根据阵列的布局和天线的坐标，可以计算出天线之间的距离、角度等信息。
然后，需要定义信道模型和路径损耗模型，包括多径传输、衰落模型等。
根据信道模型，可以计算出信道增益和相位差等信息。
在稀疏阵列MIMO系统中，常用的传输技术是空时编码（STC）和垂直波束成形（VBF）。
可以分别计算出两种传输技术的系统容量和误码率，以评估系统的性能。
在进行仿真实验之前，还需考虑天线之间的互相干扰问题。
由于天线之间的间距较大，可以采用空间滤波和天线选择技术来减小干扰。
通过优化天线权重和信号处理算法，可以实现稀疏阵列MIMO系统的性能优化。
通过MATLAB的仿真实验，可以得到稀疏阵列MIMO系统在不同信道条件下的性能曲线。
基于Matlab的阵列天线方向图仿真
赋形的性能受阵列天线[4]的类型及相关参数的影响， 可通过阵列天线的方向图进行直观展现，因此，对阵 列天线的方向图进行仿真研究具有重要的现实意义。
Matlab 能够将数值分析、矩阵计算、科学数据可 视化以及系统建模和仿真等诸多强大的功能都集成在 一个易于使用的视窗环境中，是计算机仿真实验中非 常实用的一种工具。使用 Matlab 对不同类型的天线阵 列的方向图进行仿真研究，首先建立 3 种类型的天线 阵——直线阵、圆阵及平面阵的数学模型并推导各自 的阵因子表达式，之后通过仿真，对比分析阵元数、 波长、阵元间距等参数对不同类型的阵列天线方向图 的影响。
收稿日期: 2019-12-10 基金项目: 重庆市教育教学改革重大项目（171014）；重庆邮电大
学教育教学改革019-06）；重庆邮电大学 大学生科研训练计划项目（A2018-56） 作者简介: 张承畅（1975—），男，湖北利川，博士，副教授、高 级实验师，研究方向为软件无线电、实验教学改革。 E-mail: zhangcc@
影响，仿真结果表明：直线阵、平面阵的性能与阵元数、阵元间距呈正相关，与波长呈负相关；圆阵的性能
与阵元数呈正相关，而与圆阵半径和波长的关系并不是线性的。
关键词：天线阵列；方向图；Matlab
中图分类号：TN710-45
文献标识码：A
文章编号：1002-4956(2020)08-0062-06
Directional diagram of array antenna based on Matlab
Abstract: The mathematical models of linear arrays antenna, circular arrays and planar arrays are constructed, and the corresponding array factor expressions are derived. The simulation research on three kinds of array antenna directional diagrams are carried out with Matlab. Through a comparative study of the influence of the number of elements, wavelength, spacing and other parameters on the different types of array antenna directional diagrams, the simulation results show that the performance of linear array and plane array is positively correlated with the number of array elements and the spacing of array elements, and negatively correlated with the wavelength. The performance of circular array is positively correlated with the number of array elements, but not linearly correlated with the radius and wavelength of circular array. Key words: antenna array; directional diagram; Matlab
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。
MATLAB仿真天线阵代码共8页
天线阵代码http://pudn/downloads164/sourcecode/math/detail750575.html一、clcclear allf=3e9;N1=4;N2=8;N3=12;a=pi/2; %馈电相位差i=1; %天线电流值lambda=(3e8)/f; %lambda=c/f 波长d=lambda/2;beta=2.*pi/lambda;W=-2*pi:0.001:2*pi;y1=sin((N1.*W./2))./(N1.*(sin(W./2))); %归一化阵因子y1=abs(y1);r1=max(y1);y2=sin((N2.*W./2))./(N2.*(sin(W./2))); %归一化阵因子y2=abs(y2);r2=max(y2);y3=sin((N3.*W./2))./(N3.*(sin(W./2))); %归一化阵因子y3=abs(y3);r3=max(y3);%归一化阵因子绘图程序,figure(1)subplot(311);plot(W,y1) ; grid on; %绘出N=4等幅等矩阵列的归一化阵因子xlabel('f=3GHz,N=4,d=1/2波长,a=π/2')subplot(312);plot(W,y2) ; grid on; %绘出N=8等幅等矩阵列的归一化阵因子xlabel('f=3GHz,N=8,d=1/2波长,a=π/2')subplot(313);plot(W,y3) ; grid on; %绘出N=12等幅等矩阵列的归一化阵因子xlabel('f=3GHz,N=12,d=1/2波长,a=π/2')%只有参数N改变的天线方向图t=0:0.01:2*pi;W=a+(beta.*d.*cos(t));z1=(N1/2).*(W);z2=(1/2).*(W);W1=sin(z1)./(N1.*sin(z2)); %非归一化的阵因子K1K1=abs(W1);W=a+(beta.*d.*cos(t));z3=(N2/2).*(W);z4=(1/2).*(W);W2=sin(z3)./(N2.*sin(z4)); %非归一化的阵因子K2K2=abs(W2);W=a+(beta.*d.*cos(t));z5=(N3/2).*(W);z6=(1/2).*(W);W3=sin(z5)./(N3.*sin(z6)); %非归一化的阵因子K3K3=abs(W3);%--------------------绘图函数figure(2)subplot(131);polar(t,K1);xlabel('f=3GHz,N=4,d=1/2波长,a=π/2'); subplot(132);polar(t,K2);xlabel('f=3GHz,N=8,d=1/2波长,a=π/2'); subplot(133);polar(t,K3);xlabel('f=3GHz,N=12,d=1/2波长,a=π/2'); %只有阵列单元方向角a改变的天线方向图N4=10;d1=lambda/4;a1=0;a2=pi/2;a3=pi/2+pi/10;A=a1+(beta.*d1.*cos(t));x1=(N4/2).*(A);x2=(1/2).*(A);A1=sin(x1)./(N4.*sin(x2)); %非归一化的阵因子K4K4=abs(A1);B=a2+(beta.*d1.*cos(t));y_1=(N4/2).*(B);y_2=(1/2).*(B);B1=sin(y_1)./(N4.*sin(y_2)); %非归一化的阵因子K5K5=abs(B1);C=a3+(beta.*d1.*cos(t));v1=(N4/2).*(C);v2=(1/2).*(C);C1=sin(v1)./(N4.*sin(v2)); %非归一化的阵因子K6K6=abs(C1);%--------------------------绘图函数figure(3)subplot(131);polar(t,K4);xlabel('f=3GHz,N=10,d=1/4波长,a=0'); subplot(132);polar(t,K5);xlabel('f=3GHz,N=10,d=1/4波长,a=π/2'); subplot(133);polar(t,K6);xlabel('f=3GHz,N=10,d=1/4波长,a=π/2+π/10');%只有阵列单元间隔d改变的天线方向图N5=20;d2=lambda/4;d3=lambda/2;d4=0.7*lambda;a4=pi/2;D=a4+(beta.*d2.*cos(t));p1=(N5/2).*(D);p2=(1/2).*(D);D1=sin(p1)./(N5.*sin(p2)); %非归一化的阵因子K7K7=abs(D1);E=a4+(beta.*d3.*cos(t));q1=(N5/2).*(E);q2=(1/2).*(E);E1=sin(q1)./(N5.*sin(q2)); %非归一化的阵因子K8K8=abs(E1);F=a4+(beta.*d4.*cos(t));r_1=(N5/2).*(F);r_2=(1/2).*(F);F1=sin(r_1)./(N5.*sin(r_2)); %非归一化的阵因子K9K9=abs(F1);%-----------------------绘图函数figure(4)subplot(131);polar(t,K7);xlabel('f=3GHz,N=20,d=1/4波长,a=π/2'); subplot(132);polar(t,K8);xlabel('f=3GHz,N=20,d=1/2波长,a=π/2'); subplot(133);polar(t,K9);xlabel('f=3GHz,N=20,d=0.7波长,a=π/2');%---------------------------------------3D-天线方向图n_tehta = 130; %-------------------- 采样视角点的仰角n_phi = 130; %--------------------采样点的方向角[tehta,phi]=meshgrid(eps:pi./(n_tehta-1):pi,... %meshgrid函数为矩形区域的设定范围是epf<tehta<π 0<phi<2π0:2*pi./(n_phi-1):2*pi) ;t3=tehta;%-------------只有参数N改变的天线方向3D图M=a+(beta.*d.*cos(t3)); %----N1=4;N2=8;N3=12;z_1=(N1/2).*(M);z_2=(1/2).*(M);M1=sin(z_1)./(N1.*sin(z_2)); %非归一化的阵因子K1K_1=abs(M1);radio_1 =K_1;X1=radio_1.*sin(tehta).*cos(phi);Y1=radio_1.*sin(tehta).*sin(phi);Z1=radio_1.*cos(tehta);M=a+(beta.*d.*cos(t3));z_3=(N2/2).*(M);z_4=(1/2).*(M);M2=sin(z_3)./(N2.*sin(z_4)); %非归一化的阵因子K2K_2=abs(M2);radio_2 =K_2;X2=radio_2.*sin(tehta).*cos(phi);Y2=radio_2.*sin(tehta).*sin(phi);Z2=radio_2.*cos(tehta);M=a+(beta.*d.*cos(t3));z_5=(N3/2).*(M);z_6=(1/2).*(M);M3=sin(z_5)./(N3.*sin(z_6)); %非归一化的阵因子K3K_3=abs(M3);radio_3 =K_3;X3=radio_3.*sin(tehta).*cos(phi);Y3=radio_3.*sin(tehta).*sin(phi);Z3=radio_3.*cos(tehta);%------------------------------------3D绘图函数figure(5)surf(X1,Y1,Z1); %三维绘图函数surf，采用伪彩色表示曲面的高度camlight rightlightcolorbaraxis imagerotate3D ontitle('f=3GHz,N=4,d=1/2波长,a=π/2');figure(6)surf(X2,Y2,Z2);camlight rightlightcolorbaraxis imagerotate3D ontitle('f=3GHz,N=8,d=1/2波长,a=π/2');figure(7)surf(X3,Y3,Z3)camlight rightlightcolorbaraxis imagerotate3D ontitle('f=3GHz,N=12,d=1/2波长,a=π/2');%--------------------只有阵列单元方向角a改变的天线方向图N4=10;d1=lambda/4;a1=0;a2=pi/2;a3=pi/2+pi/10;A_3d=a1+(beta.*d1.*cos(t3));x_1=(N4/2).*(A_3d);x_2=(1/2).*(A_3d);A_1=sin(x_1)./(N4.*sin(x_2)); %非归一化的阵因子K4K_4=abs(A_1);radio_4 =K_4;X4=radio_4.*sin(tehta).*cos(phi);Y4=radio_4.*sin(tehta).*sin(phi);Z4=radio_4.*cos(tehta);B_3d=a2+(beta.*d1.*cos(t3));y_1_3d=(N4/2).*(B_3d);y_2_3d=(1/2).*(B_3d);B_1=sin(y_1_3d)./(N4.*sin(y_2_3d)); %非归一化的阵因子K5K_5=abs(B_1);radio_5 =K_5;X5=radio_5.*sin(tehta).*cos(phi);Y5=radio_5.*sin(tehta).*sin(phi);Z5=radio_5.*cos(tehta);C_3d=a3+(beta.*d1.*cos(t3));v_1=(N4/2).*(C_3d);v_2=(1/2).*(C_3d);C_1=sin(v_1)./(N4.*sin(v_2)); %非归一化的阵因子K6K_6=abs(C_1);radio_6 =K_6;X6=radio_6.*sin(tehta).*cos(phi);Y6=radio_6.*sin(tehta).*sin(phi);Z6=radio_6.*cos(tehta);figure(8)surf(X4,Y4,Z4); %三维绘图函数surf，采用伪彩色表示曲面的高度camlight rightlightcolorbaraxis imagerotate3D ontitle('f=3GHz,N=10,d=1/4波长,a=0');figure(9)surf(X5,Y5,Z5);camlight rightlightcolorbaraxis imagerotate3D ontitle('f=3GHz,N=10,d=1/4波长,a=π/2');figure(10)surf(X6,Y6,Z6)camlight rightlightcolorbaraxis imagerotate3D ontitle('f=3GHz,N=10,d=1/4波长,a=π/2+π/10');%-------------------只有阵列单元间隔d改变的天线方向3D图N5=20;d2=lambda/4;d3=lambda/2;d4=0.7*lambda;a4=pi/2;D_3d=a4+(beta.*d2.*cos(t3));p_1=(N5/2).*(D_3d);p_2=(1/2).*(D_3d);D_1=sin(p_1)./(N5.*sin(p_2)); %非归一化的阵因子K7K_7=abs(D_1);radio_7 =K_7;X7=radio_7.*sin(tehta).*cos(phi);Y7=radio_7.*sin(tehta).*sin(phi);Z7=radio_7.*cos(tehta);E_3d=a4+(beta.*d3.*cos(t3));q_1=(N5/2).*(E_3d);q_2=(1/2).*(E_3d);E_1=sin(q_1)./(N5.*sin(q_2)); %非归一化的阵因子K8K_8=abs(E_1);radio_8 =K_8;X8=radio_8.*sin(tehta).*cos(phi);Y8=radio_8.*sin(tehta).*sin(phi);Z8=radio_8.*cos(tehta);F_3d=a4+(beta.*d4.*cos(t3));r_1_3d=(N5/2).*(F_3d);r_2_3d=(1/2).*(F_3d);F_1=sin(r_1_3d)./(N5.*sin(r_2_3d)); %非归一化的阵因子K9K_9=abs(F_1);radio_9 =K_9;X9=radio_9.*sin(tehta).*cos(phi);Y9=radio_9.*sin(tehta).*sin(phi);Z9=radio_9.*cos(tehta);figure(11)surf(X7,Y7,Z7); %三维绘图函数surf，采用伪彩色表示曲面的高度camlight rightlightcolorbaraxis imagerotate3D ontitle('f=3GHz,N=20,d=1/4波长,a=π/2');figure(12)surf(X8,Y8,Z8);camlight rightlightcolorbaraxis imagerotate3D ontitle('f=3GHz,N=20,d=1/2波长,a=π/2');figure(13)surf(X9,Y9,Z9)camlight rightlightcolorbaraxis imagerotate3D ontitle('f=3GHz,N=20,d=0.7波长,a=π/2');二、%-----------------均匀直线阵列天线的应用之一：边射阵clcclear allf=3e10; %30GHz,厘米波i=1; %天线电流值lambda=(3e8)/f; %lambda=c/f 波长beta=2.*pi/lambda;N=15;t=0:0.01:2*pi;d1=lambda/4; %没有栅瓣效应的边射阵，即间隔d<波长W1=beta.*d1.*cos(t); %定义kdcos(方向角)z1=(N/2).*W1;z2=(1/2).*W1;F1=sin(z1)./(N.*sin(z2));K1=abs(F1);d2=lambda*1.5; %有栅瓣现象的边射阵，即间隔d>波长W2=beta.*d2.*cos(t); %定义kdcos(方向角)z3=(N/2).*W2;z4=(1/2).*W2;F2=sin(z3)./(N.*sin(z4));K2=abs(F2);figure(1)subplot(121);polar(t,K1);title('边射阵 f=30GHz,N=15,d=1/4波长'); subplot(122);polar(t,K2);title('边射阵（有栅瓣） f=30GHz,N=15,d=1.5倍波长');三、%-----------------均匀直线阵列天线的应用之二：普通端射阵clcclear allf=3e10; %30GHz,厘米波i=1; %天线电流值lambda=(3e8)/f; %lambda=c/f 波长beta=2.*pi/lambda;N=15;t=0:0.01:2*pi;d1=lambda/4; %没有栅瓣效应的普通端射阵，即间隔d<1/2波长W1=beta.*d1.*cos(t); %定义kdcos(方向角)z1=((N/2).*W1)+N/2*beta*d1;z2=((1/2).*W1)+1/2*beta*d1;F1=sin(z1)./(N.*sin(z2));K1=abs(F1);d2=lambda*0.7; %有栅瓣现象的普通端射阵，即间隔d>1/2波长W2=beta.*d2.*cos(t); %定义kdcos(方向角)z3=((N/2).*W2)+N/2*beta*d2;z4=((1/2).*W2)+1/2*beta*d2;F2=sin(z3)./(N.*sin(z4));K2=abs(F2);figure(2)subplot(121);polar(t,K1);title('普通端射阵 f=30GHz,N=15,d=1/4波长'); subplot(122);polar(t,K2);title('普通端射阵（有栅瓣） f=30GHz,N=15,d=0.7倍波长');四%-----------------均匀直线阵列天线的应用之三：强方向性端射阵clcclear allf=3e10; %30GHz,厘米波i=1; %天线电流值lambda=(3e8)/f; %lambda=c/f 波长beta=2.*pi/lambda;N=15;t=0:0.01:2*pi;d1=lambda/4; %没有栅瓣效应的强方向性端射阵，即间隔d<(1/2波长)*(1-1/N)W1=beta.*d1.*cos(t); %定义kdcos(方向角)z1=((N/2).*W1)+N/2*(beta*d1+pi/N);z2=((1/2).*W1)+1/2*(beta*d1+pi/N);F1=sin(pi/2/N).*sin(z1)./(sin(z2));K1=abs(F1);d2=lambda*0.5; %有栅瓣现象的强方向性端射阵，即间隔d>1/2波长*(1-1/N) W2=beta.*d2.*cos(t); %定义kdcos(方向角)z3=((N/2).*W2)+N/2*(beta*d2+pi/N);z4=((1/2).*W2)+1/2*(beta*d2+pi/N);F2=sin(pi/2/N).*sin(z3)./(sin(z4));K2=abs(F2);figure(3)subplot(121);polar(t,K1);title('强方向性端射阵 f=30GHz,N=15,d=1/4波长');subplot(122);polar(t,K2);title('强方向性端射阵（有栅瓣）f=30GHz,N=15,d=0.5倍波长');。
基于Matlab的MIMO通信系统仿真
北京邮电大学基于Matlab的MIMO通信系统仿真专业：信息工程班级：126姓名：学号：目录一、概述 (1)1、课题的研究背景 (1)2、课程设计的研究目的 (1)3、MIMO系统 (1)【1】MIMO的三种主要技术 (1)【2】MIMO系统的概述 (2)【3】MIMO系统的信道模型 (2)二、基本原理 (3)1、基本流程 (3)2、MIMO原理 (3)3、空时块码 (4)三、仿真设计 (5)1、流程图 (5)2、主要模块及参数 (5)3、信源产生 (5)4、信道编码 (6)5、调制 (6)6、AWGN信道 (6)7、输出统计 (7)四、程序块设计 (7)1、代码 (7)五、仿真结果分析 (11)1、仿真图 (11)2、结果分析 (12)六、重点研究的问题 (12)七、心得与体会 (12)八、参考文献 (12)一、概述1、背景MIMO 表示多输入多输出。
在第四代移动通信技术标准中被广泛采用，例如IEEE 802.16e (Wimax)，长期演进(LTE)。
在新一代无线局域网(WLAN)标准中，通常用于IEEE 802.11n，但也可以用于其他 802.11 技术。
MIMO 有时被称作空间分集，因为它使用多空间通道传送和接收数据。
只有站点（移动设备）或接入点（AP）支持 MIMO 时才能部署MIMO。
MIMO 技术可以显著克服信道的衰落，降低误码率。
该技术的应用，使空间成为一种可以用于提高性能的资源，并能够增加无线系统的覆盖范围。
通常，多径要引起衰落，因而被视为有害因素。
然而研究结果表明，对于MIMO系统来说，多径可以作为一个有利因素加以利用。
MIMO系统在发射端和接收端均采用多天线(或阵列天线)和多通道，MIMO的多入多出是针对多径无线信道来说的。
传输信息流s(k)经过空时编码形成N个信息子流ci(k)，I=1，……，N。
这N个子流由N个天线发射出去，经空间信道后由M个接收天线接收。
多天线接收机利用先进的空时编码处理能够分开并解码这些数据子流，从而实现最佳的处理。
- 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)。
稀疏阵列mimo天线matlab仿真
稀疏阵列MIMO天线是一种利用多个天线来传输和接收信号的技术。
在无线通信系统中，MIMO技术已经被广泛应用，以提高信号传输的可靠性和数据传输速率。
MIMO系统中的天线可以以不同的方式布置，其中一种常见的方式是使用稀疏阵列。
稀疏阵列是指天线之间的间距相对较大，可以降低天线之间的相互干扰。
与密集阵列相比，稀疏阵列具有更低的复杂度和更好的性能。
稀疏阵列MIMO天线的设计和仿真是研究和优化MIMO系统的关键步骤之一。
在进行稀疏阵列MIMO天线的设计和仿真时，可以使用MATLAB等工具进行数值模拟和分析。
通过在MATLAB中建立合适的模型，可以对天线的布局、天线之间的距离等参数进行调整和优化，以达到更好的性能。
稀疏阵列MIMO天线的仿真可以从多个方面进行评估。
首先，可以通过计算信号传输的容量来评估其性能。
容量是指在给定信道条件下，系统可以传输的最大数据速率。
通过仿真不同天线布局和参数的情况，可以比较它们的容量，找到最优的设计。
还可以通过计算误码率等指标来评估稀疏阵列MIMO天线的性能。
误码率是指在信号传输过程中出现错误的概率。
通过仿真不同的天线布局和参数，可以比较它们的误码率，找到最佳的设计。
在进行稀疏阵列MIMO天线的仿真时，需要考虑多个因素。
首先是天线之间的距离。
天线之间的距离越远，相互之间的干扰越小，但传输的信号强度也会降低。
因此，需要在性能和复杂度之间进行权衡。
其次是天线的布局。
稀疏阵列MIMO天线的布局可以是线性的、矩形的或其他形式的。
不同的布局可能会对系统的性能产生不同的影响。
通过仿真不同的布局，可以找到最佳的设计。
最后是天线的数量。
增加天线的数量可以提高系统的性能，但同时也会增加复杂度和成本。
因此，需要在性能和实际应用之间进行权衡。
稀疏阵列MIMO天线的设计和仿真是研究和优化MIMO系统的关键步骤之一。
通过使用MATLAB等工具进行数值模拟和分析，可以评估不同天线布局和参数的性能，并找到最佳的设计。
稀疏阵列MIMO天线的仿真可以为无线通信系统的设计和优化提供参考。