天线线列阵方向图

.word格式, , 专业.专注 . 阵列方向图及MATLAB仿真

1、线阵的方向图 2()22cos(cos)R

MATLAB程序如下（2元）： clear; a=0:0.1:2*pi; y=sqrt(2+2*cos(pi-pi*cos(a))); polar(a,y); 图形如下：

若阵元间距为半波长的M个阵元的输出用方向向量权重11(,,)M

jj

Mgege加以组合的话，

阵列的方向图为 [(1)cos()]1()mMjmmmRge



MATLAB程序如下（10个阵元）： clear; .word格式, , 专业.专注 . f=3e10; lamda=(3e8)/f; beta=2.*pi/lamda; n=10; t=0:0.01:2*pi; d=lamda/4; W=beta.*d.*cos(t); z1=((n/2).*W)-n/2*beta* d; z2=((1/2).*W)-1/2*beta* d; F1=sin(z1)./(n.*sin(z2));i K1=abs(F1) ; polar(t,K1); 方向图如下：

2、圆阵方向图程序如下： clc; clear all； close all;

M = 16; % 行阵元数 k = 0.8090; % k = r/lambda DOA_theta = 90; % 方位角 .word格式, , 专业.专注 . DOA_fi = 0; % 俯仰角

% 形成方位角为theta，俯仰角位fi的波束的权值 m = [0 : M-1]; w = exp(-j*2*pi*k*cos(2*pi*m'/M-DOA_theta*pi/180)*cos(DOA_fi*pi/180)); % w = exp(-j*2*pi*k*(cos(2*pi*m'/M)*cos(DOA_theta*pi/180)*cos(DOA_fi*pi/180)+sin(2*pi*m'/M)*sin(DOA_fi*pi/180))); % 竖直放置 % w = chebwin(M, 20) .* w; % 行加切比雪夫权

% 绘制水平面放置的均匀圆阵的方向图 theta = linspace(0,180,360); fi = linspace(0,90,180); for i_theta = 1 : length(theta) for i_fi = 1 : length(fi) a = exp(-j*2*pi*k*cos(2*pi*m'/M-theta(i_theta)*pi/180)*cos(fi(i_fi)*pi/180)); %a=exp(-j*2*pi*k*(cos(2*pi*m'/M)*cos(theta(i_theta)*pi/180)*cos(fi(i_fi)*pi/180)+sin(2*pi*m'/M)*sin(fi(i_fi)*pi/180))); % 竖直放置 Y(i_theta,i_fi) = w'*a; end end

Y= abs(Y); Y = Y/max(max(Y)); Y = 20*log10(Y); % Y = (Y+20) .* ((Y+20)>0) - 20; % 切图 Z = Y + 20; Z = Z .* (Z > 0); Y = Z - 20; figure; mesh(fi, theta, Y); view([66, 33]); title('水平放置时的均匀圆阵方向图'); % title('竖面放置时的均匀圆阵方向图'); % 竖直放置 axis([0 90 0 180 -20 0]); xlabel('俯仰角/(\circ)'); ylabel('方位角/(\circ)'); zlabel('P/dB'); figure; contour(fi, theta, Y); 方向图如下： .word格式,

, 专业.专注 . 3、平面阵方向图： clc; clear all； close all;

Row_N = 16; % 行阵元数 Col_N = 16; % 列阵元数 k = 0.5; % k = d/lambda DOA_theta = 90; % 方位角 DOA_fi = 0; % 俯仰角

% 形成方位角为theta，俯仰角位fi的波束的权值 Row_n = [0 : Row_N-1]; Col_n = [0 : Col_N-1]; W_Row = exp(-j*2*pi*k*Row_n'*cos(DOA_theta*pi/180)*cos(DOA_fi*pi/180)); W_Col = exp(-j*2*pi*k*Col_n'*sin(DOA_theta*pi/180)*cos(DOA_fi*pi/180)); % W_Col = exp(-j*2*pi*k*Col_n'*sin(DOA_fi*pi/180)); % 竖直放置

W_Row = chebwin(Row_N, 20) .* W_Row; % 行加切比雪夫权 W_Col = chebwin(Col_N, 30) .* W_Col; % 列加切比雪夫权 W = kron(W_Row, W_Col); % 合成的权值 N*N x 1

.word格式, , 专业.专注 . % 绘制水平面放置的平面阵的方向图 theta = linspace(0,180,180); fi = linspace(0,90,90); for i_theta = 1 : length(theta) for i_fi = 1 : length(fi) row_temp = exp(-j*2*pi*k*Row_n'*cos(theta(i_theta)*pi/180)*cos(fi(i_fi)*pi/180)); % 行导向矢量 N x 1 col_temp = exp(-j*2*pi*k*Col_n'*sin(theta(i_theta)*pi/180)*cos(fi(i_fi)*pi/180)); % 列导向矢量 N x 1 % col_temp = exp(-j*2*pi*k*Col_n'*sin(fi(i_fi)*pi/180)); % 竖直放置 Y(i_theta,i_fi) = W'*kron(row_temp, col_temp); % 合成的导向矢量 N*N x 1 end end

Y= abs(Y); Y = Y/max(max(Y)); Y = 20*log10(Y); Y = (Y+60) .* ((Y+60)>0) - 60; % 切图 % Z = Y + 60; % Z = Z .* (Z > 0); % Y = Z - 60; figure; mesh(fi, theta, Y); view([66, 33]); title('水平面放置时的面阵方向图'); axis([0 90 0 180 -60 0]); xlabel('俯仰角/(\circ)'); ylabel('方位角(\circ)'); zlabel('P/dB'); figure; contour(fi, theta, Y); 方向图如下： .word格式,

, 专业.专注 . 4、CAPON方法波束形成 MATLAB程序如下（阵元16，信号源3，快拍数1024）： clear all i=sqrt(-1); j=i; M=16; %均匀线阵列数目 P=3; %信号源数目 f0=10;f1=50;f2=100;%信号频率 nn=1024; %快拍数 angle1=-15;angle2=15;angle3=30;%the signal angle th=[angle1;angle2;angle3]'; SN1=10;SN2=10;SN3=10;%信噪比 sn=[SN1;SN2;SN3]; degrad=pi/180; tt=0:.001:1024; x0=exp(-j*2*pi*f0*tt); %3个信号x0、x1、x2 x1=exp(-j*2*pi*f1*tt); % x2=exp(-j*2*pi*f2*tt); % t=1:nn; S=[x0(t);x1(t);x2(t)]; nr=randn(M,nn); ni=randn(M,nn); u=nr+j*ni; %复高斯白噪声 .word格式, , 专业.专注 . Ps=S*S'./nn; %信号能量 ps=diag(Ps); refp=2*10.^(sn/10); tmp=sqrt(refp./ps); S2=diag(tmp)*S; %加入噪声 tmp=-j*pi*sin(th*degrad); tmp2=[0:M-1]'; a2=tmp2*tmp; A=exp(a2); X=A*S2+.1*u; %接收到的信号 Rxx=X*X'./nn; %相关矩阵 invRxx=inv(Rxx); %搜寻信号 th2=[-90:90]'; tmp=-j*pi*sin(th2'*degrad); tmp2=[0:M-1]'; a2=tmp2*tmp; A2=exp(a2); den=A2'*invRxx*A2; doa=1./den; semilogy(th2,doa,'r'); title('spectrum'); xlabel('angle'); ylabel('spectrum'); axis([-90 90 1e1 1e5]); grid;