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实验一_电基本阵子及对称阵子辐射分析
6页1、实验一电基本阵子及对称阵子辐射分析一、实验目的:通过MATLAB编程,熟悉电基本阵子和对称阵子的辐射特性,了解影响对称阵子辐射的因素及其变化对辐射造成的影响二、实验环境:MATLAB软件三、实验原理: 1电基本振子的辐射电基本振子(Electrie Short Dipole)又称电流元,它是指一段理想的高频电流直 导线,其长度l远小于波长入,其半径a远小于1,同时振子沿线的电流I处处等幅同相。 用这样的电流元可以构 成实际的更复杂的天线,因而电基本振子的辐射特性是研究更复杂天线辐射特性的基础。图3-1 电基本振子的坐标电基本振子在无限大自由空间中场强的表达式为:H = 0rH = 00Ilk1H = - sin 0 (j- 申4兀rr22-1)口II2(-.1)E =cos( - j)e- j-rr4兀 8r2r30Il 10-2-1E =A sin0 (j+- j )e- j-r04兀8r r 2r 30电基本振子的辐射场可以分为近区场和远区场。如果kr入/(2n)的区域称为远区),在此区域内,电基本振子满足条件:1 1kr(kr)21(kr)3则远区场表达式为:HEHrIlj si
2、n e jkr2 r60 Ilj sin e jkr rH E E 0r2-2)可见场强只有两个相位相同的分量(Ee,H)。 根据方向函数可定义:)|E (r, , )|601/r2-3)可得电基本振子的方向函数为:f( , ) f( )|sin |2-4)根据归一化方向函数定义:F(, )f(,)|E(,)f (,)maxlEmax2-5)可得电基本阵子归一化方向函数为:2-6)F( 0, e)= |sin。|将方向函数用曲线描绘出来,称之为方向图(Fileld Pattern)。方向图就是与天线等距离处,天线辐射场大小在空间中的相对分布随方向变化的图形。依据归一化方向函数而绘 出的为归一化方向图。在实际中,工程上常常采用两个特定正交平面方向图。在自由空间中,两个最重要的平 面方向图是E面和H面方向图。E面即电场强度矢量所在并包含最大辐射方向的平面;H面 即磁场强度矢量所在并包含最大辐射方向的平面。方向图可用极坐标绘制,角度表示方向,矢径表示场强大小。2对称阵子的辐射对称振子是中间馈电,其两臂由两段等长导线构成的振子天线。一臂的导线半径为a, 长度为1。两臂之间的间隙很小,理论上可忽
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