天线阵列方向图计算及常见问题修正

天线阵列方向图计算及常见问题修正

在进行天线阵列设计时, 方向图是一个非常重要的指标。方向图描述了天线辐射能量在空间的分布情况。以下是一段计算天线阵列方向图的MATLAB代码:matlabv = zeros(N*M, length(theta)*length(phi));for ii = 1 : length(theta) for jj = 1 : length(phi) k = 2 * pi / lambda * [sin(theta(ii) * pi / 180) * cos(phi(jj) * pi / 180)+ lambda / lambdag,sin(theta(ii) * pi / 180) * sin(phi(jj) * pi / 180)+ lambda / lambdag, 0].'; v(:,(ii-1)*length(phi)+jj) = exp(-1i * k.' * abs(p)); % x方向阵因子 endendb = reshape(abs(v.' * m0(:)), length(theta), length(phi)) / sqrt(N * M); % 方向图

B1 = max(abs(b(:))); % 获取在目标方向的最大值用于验证B = 20 * log10(abs(b/max(max(abs(b))))); % 方向图对数化--dB形式

B

代码分析:

这段代码首先定义了一个二维矩阵 v 用于存储阵因子, 然后通过循环计算每个方向上的阵因子。最后, 将阵因子 reshape 为方向图 b, 并将其转换为dB形式。

问题:

这段代码存在一个问题: 在计算方向图对数形式时, 分母使用了 max(max(abs(b))), 这意味着在计算每个方向上的dB值时, 都使用了整个方向图的最大值进行归一化。 正确的方法应该是在每个方向上使用该方向的最大值进行归一化。

**修正后的代码:**matlabv = zeros(N*M, length(theta)*length(phi));for ii = 1 : length(theta) for jj = 1 : length(phi) k = 2 * pi / lambda * [sin(theta(ii) * pi / 180) * cos(phi(jj) * pi / 180)+ lambda / lambdag,sin(theta(ii) * pi / 180) * sin(phi(jj) * pi / 180)+ lambda / lambdag, 0].'; v(:,(ii-1)*length(phi)+jj) = exp(-1i * k.' * abs(p)); % x方向阵因子 endendb = reshape(abs(v.' * m0(:)), length(theta), length(phi)) / sqrt(N * M); % 方向图

B1 = max(abs(b(:))); % 获取在目标方向的最大值用于验证B = 20 * log10(abs(b/B1)); % 方向图对数化--dB形式

B

修正说明:

将 B = 20 * log10(abs(b/max(max(abs(b))))) 修改为 B = 20 * log10(abs(b/B1)), 使用 B1 (即目标方向的最大值) 进行归一化。

通过以上修正, 即可得到正确的天线阵列方向图。