低旁瓣微带天线设计MATLAB程序_木子Lee

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低旁瓣微带天线设计MATLAB程序

(2017-07-08 20:29:53)

标签：

天线设计

微带天线

chebyshev阵

低旁瓣天线

分类：电磁波与雷达

To learn, to share, to debate, then comes progress.

--------------------------------------------------------------------------------------------------

设计一个切比雪夫微带天线阵，阵元数目为10x6，实现低旁瓣辐射。

设计参数要求：

工作频率：10GHz

天线单元间距：一个波长

水平方向旁瓣电平：-30dB

垂直方向旁瓣电平：-30dB

Chebyshev阵的电流分布已知。

function Microstrip

%该程序用来设计低旁瓣微带天线，并绘制E面与H面方向图

clear

close all

freq=10e9;

c0=3e8;

lamda=c0/freq;

a=8.7e-3; %mm-m

% b=8.53e-3; %mm-m

%%天线单元方向图

theta=linspace(-pi/2,pi/2,400);

% fee=zeros(size(theta));

% feh=zeros(size(theta));

% for i=1:length(theta)

% u=sqrt(2.0)*pi*a*sin(theta(i))/lamda;

% fee(i)=sin(u)*(1+u^2/(u^2-pi^2))/u;

% feh(i)=sin(u)*(1-u^2/(u^2-pi^2))*cos(theta(i))/u;

% end

u1=sqrt(2.0)*pi*a*sin(theta)/lamda;

fee=sin(u1).*(1+u1.^2./(u1.^2-pi^2))./u1; %E面方向图

feh=sin(u1).*(1-u1.^2./(u1.^2-pi^2)).*cos(theta)./u1; %H面方向图

feh=feh/max(abs(feh));

fee=fee/max(abs(fee));

figure

h1=polar(theta,abs(feh));

set(h1,'linewidth',2)

title('微带天线单元H面方向图')

figure

h2=polar(theta,abs(fee));

set(h2,'linewidth',2)

title('微带天线单元E面方向图')

figure

h1=plot(r2d(theta),20*log10(abs(feh)));

set(h1,'linewidth',2)

axis([-90 90 -50 30])

xlabel('俯仰角/°')

ylabel('增益/dB')

title('微带天线单元H面方向图')

figure

h2=plot(r2d(theta),20*log10(abs(fee)));

set(h2,'linewidth',2)

axis([-90 90 -50 30])

xlabel('俯仰角/°')

ylabel('增益/dB')

title('微带天线单元E面方向图')

N=10;

In=[1 0.878 0.669 0.43 0.258]; %水平线阵电流分布

M=6;

Im=[1 0.9275 0.5012]; %垂直线阵电流分布

db=-30;

R0=10^(-db/20);

a0N=0.5*((R0+sqrt(R0^2-1))^(1.0/(N-1))+(R0+sqrt(R0^2-1))^(-1.0/(N-1)));

a0M=0.5*((R0+sqrt(R0^2-1))^(1.0/(M-1))+(R0+sqrt(R0^2-1))^(-1.0/(M-1)));

x=cos(pi*sin(theta));

faN=zeros(size(x));

faM=zeros(size(x));

N2=floor(N/2);

M2=floor(M/2);

for i=1:length(x) %天线阵阵因子

xt=x(i);

for j=1:N2

faN(i)=faN(i)+2*In(j)*fun_chebyshev(2*j-1,xt);

end

for j=1:M2

faM(i)=faM(i)+2*Im(j)*fun_chebyshev(2*j-1,xt);

end

% for i=1:length(x)

% xt=x(i);

% faN(i)=2*fun_chebyshev(N-1,a0N*xt);

% faM(i)=2*fun_chebyshev(M-1,a0M*xt);

% end

fh=feh.*faN; %阵因子与单元方向图相乘

fe=fee.*faM;

figure

h1=plot(r2d(theta),20*log10(abs(faN)));

set(h1,'linewidth',2)

axis([-60 60 -50 30])

xlabel('俯仰角/°')

ylabel('增益/dB')

title('微带天线水平线阵阵因子（H）')

figure

h2=plot(r2d(theta),20*log10(abs(faM)));

set(h2,'linewidth',2)

axis([-60 60 -50 30])

xlabel('俯仰角/°')

ylabel('增益/dB')

title('微带天线垂直线阵阵因子（E）')

figure

% h1=polar(theta,abs(fh));

h1=plot(r2d(theta),20*log10(abs(fh)));

set(h1,'linewidth',2)

axis([-60 60 -50 30])

xlabel('俯仰角/°')

ylabel('增益/dB')

title('微带天线H面方向图')

figure

% h2=polar(theta,abs(fee));

h2=plot(r2d(theta),20*log10(abs(fe)));

set(h2,'linewidth',2)

axis([-60 60 -50 30])

xlabel('俯仰角/°')

ylabel('增益/dB')

title('微带天线E面方向图')

function Tnx=fun_chebyshev(n,x)

%切比雪夫多项式函数

if(n==1)

Tnx=x;

elseif(n==2)

Tnx=2*x^2-1;

else

Tnx=2*x*fun_chebyshev(n-1,x)-fun_chebyshev(n-2,x);

end

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