对称振子天线的matlab仿真,基于Matlab的对称振子天线分析

曾　永　西

(泉州师范学院理工学院,福建泉州　362000)

摘　要:对称振子天线是应用最广泛的线天线,分析与设计对称振子天线的难点之一是其复杂的数值计算

与方向图的可视化输出.文章利用Matlab 工具来分析对称振子天线辐射的方向图及方向系数、辐射电阻、输入

阻抗等重要参数,结果表明,Matlab 工具能够有效应用于对称振子天线分析设计.

关键词:天线;Matlab ;对称振子;方向图

中图分类号:TN820.1+2 文献标识码:A 文章编号:1009-8224(2009)02-0030—04　对称振子天线是一种经典的、迄今为止使用最广泛的天线[1-2],特别是半波对称振子天线.单个半波对称

振子可单独使用或作为抛物面天线的馈源,也可采用多个半波对称振子组成各种天线阵[3].天线分析与设计

的一个难点是复杂的数值计算与方向图的可视化输出,而Matlab 具备卓越的数值计算能力和强大的绘图功

能,已成为许多学科不可或缺的开发工具,因此,可以用于天线的分析及仿真设计[4-5].

本文对Matlab 在对称振子天线分析中的应用进行探索,通过Matlab 计算并讨论对称振子天线的相关参

数,用图形曲线方式进行显示.

1　对称振子的方向函数

分析对称振子天线最关键的是分析其辐射场,通过辐射场表达式可得到该天线的各种重要性能参数.对

称振子天线辐射场为[6]

E θ=j 60I m r ?cos (2π?l λ?cos θ)-cos (2π?l λ)sin θ?e -jkr .(1)

式中,θ是电波射线与天线振轴的夹角,I m 为馈电电流波腹值,l 为对称振子单臂的长度,r 为观察点至振子中

心的距离.

由辐射场的公式可以得到对称振子天线的归一化方向函数为

F (θ)=|1

f max |?|cos (2π?l λ?cos θ)-cos (2π?l λ)sin θ|.(2)

其中,f max 为对称振子天线方向函数的最大值.

由式(2)可以看出,对称振子天线的方向函数与对称振子的电长度l/λ和方位角θ有关.当l =λ/4时,可

得半波对称振子天线的归一化方向函数为

F (θ)l =λ/4=|cos (π2?cos θ)sin θ|.(3)

2　对称振子的方向图

对对称振子天线方向函数的分析和认识若只停留在公式中各种参数的讨论上,很难理解辐射场的空间分

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