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无线系统中天线特性分析软件的编制大学学位论文.doc
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1
无线系统中天线特性分析软件的编制
摘要
随着无线通信技术的迅速发展,天线作为无线系统中的重要组成部分得到了
广泛的应用。描述天线特性的参数很多,其中一些参数,如方向性系数、输入阻
抗、互阻抗等都需要复杂的计算,在实际应用中很不方便。为了解决这一问题,
本文运用 MATLAB 语言编制了天线复杂参数的计算程序。
首先,复习了天线的有关知识,掌握了辐射阻抗、输入阻抗、方向性系数和
增益系数等复杂参数的计算方法和公式。其次,学习了 MATLAB 的 GUI 相关知
识,掌握了其界面设计的方法,并学习了绘图的方法。在此基础上,设计了天线
参数的计算系统,并学会在界面设计好的基础上添加相关代码,实现所需要的功
能。最后,在界面完成的基础上,根据原理进行检验,验证系统功能的有效性和
正确性。
本文基于 MATLAB 开发环境,使用 MATLAB 的 GUI 界面,设计了复杂天
线参数的计算系统,并获得了良好的效果。
关键词:天线 输入阻抗 增益 MATLAB 语言
2
Abstract
With the rapid development of the wireless communication , the antenna has
been widely used as an important part in the wireless system .There are many
characteristic parameters for describing the characteristic parameters of antenna ,in
which some parameters, like the pattern-propagation factor, the input impedance, the
mutual impedance and so on ,all need the complex calculation, Therefore , it is quite
practically inconvenient .In order to solve this problem, this text establishes the
calculation procedure for the complex parameters of antenna by MATLAB language .
First, the related knowledge about the antenna is necessary, and we must know
more about the method and the formula for the complex parameters, such as radiation
impedance, input impedance, the pattern-propagation factor and the gain factor and so
on .Next, we should study the related knowledge about GUI of MATLAB, and grasp
the method to design interface and to draw. Thus, we get the interface to calculate the
correlated antenna parameters and build the code in it to realize the function
required .Finally, above this, carry on the examination according to the principle, for
testing the validity and the accuracy of the system function.
With the GUI interface in the environment of MATLAB, we design the system
for calculating the complex parameter of the antenna, and gain a beautiful
performance.
3
Keywords: antenna;input impedance; gain factor ; MATLAB language
4
目录
第 1 章 绪论..........................................................................................................1
1.1 课题研究的背景.....................................................................................1
1.2 课题研究的意义.....................................................................................1
1.3 本次课题的主要工作.............................................................................1
第 2 章 天线参数的基础知识..............................................................................1
2.1 对称振子.................................................................................................1
2.2 对称振子的输入阻抗.............................................................................4
2.3 耦合对称振子的辐射阻抗.....................................................................6
2.4 天线方向性系数与增益系数...............................................................10
第 3 章 Matlab 开发软件 ...................................................................................15
3.1 Matlab 介绍 ...........................................................................................15
3.2 Matlab 开发软件的应用 .......................................................................15
3.3 Matlab GUI 介绍 ...................................................................................16
第 4 章 天线参数计算软件的设计....................................................................17
4.1 界面设计...............................................................................................17
4.2 界面功能验证.......................................................................................25
结束语..................................................................................................................32
参考文献..............................................................................................................33
无线系统中天线特性分析软件的编制
1
第 1 章 绪论
1.1 课题研究的背景
《电波与天线》课程中很多重要的电气参数计算非常复杂,需要对复杂函数
进行数值积分,如果让学生完成全过程的计算,能力强的学生需要花费大量的时
间,能力差的学生甚至做不出来。尽管这部分内容非常重要,但为了节省时间,
目前各高校在实际教学中一般不要求学生进行具体计算,只给出一些常用的数值
表格供学生查阅,象征性的练习一下,这样做的结果是学生不注重这些重要参量
的计算方法,只会套用现成结果,遇到实际问题就会感到无从下手,非常不利于
学生研究性学习的培养。本文的任务是编制天线复杂参数的计算软件,利用该软
件计算天线参数时,需要自行输入计算公式,因此不是傻瓜式的软件。
1.2 课题研究的意义
借助本文所编制的软件,学生可以通过自己输入的公式计算相应的复杂的天
线电气参数,通过对天线互阻抗,辐射阻抗,方向性系数等的计算,加深对天性
电气性质的理解。同时,通过计算多组数据,也可以加强对天线特性随参数变化
规律的把握,加深对所学知识的掌握和理解,有利于自身能力的提高。
1.3 本次课题的主要工作
本次课题主要工作是做出一个编程的工作软件界面,首先做出主对话框,在
主对话框中做出所需要的计算参数的界面,然后点击主对话框的所要计算的参数
按钮,即可进入所需计算参数的界面,输入所需条件和计算公式即可计算出所需
参数结果。本次课题的主要难点是积分的运算和如何将所输入的公式调入程序。
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