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news 2025/7/13 10:53:12

網(wǎng)站做的好不好看什么,廣州seo,推廣引流違法嗎,怎么建php網(wǎng)站均勻圓形陣列原理及MATLAB仿真目錄前言一、均勻圓陣原理二、圓心不存在陣元方向圖仿真三、圓心存在陣元方向圖仿真四、MATLAB仿真代碼總結(jié) 前言本文詳細推導(dǎo)了均勻圓形陣列的方向圖函數(shù)，對圓心不放置陣元和圓心放置陣元的均勻圓形陣列方向圖都進行了仿…

均勻圓形陣列原理及MATLAB仿真

前言

一、均勻圓陣原理

二、圓心不存在陣元方向圖仿真

三、圓心存在陣元方向圖仿真

四、MATLAB仿真代碼

總結(jié)

前言

? ? ? ? 本文詳細推導(dǎo)了均勻圓形陣列的方向圖函數(shù)，對圓心不放置陣元和圓心放置陣元的均勻圓形陣列方向圖都進行了仿真，仿真結(jié)果表面本文推導(dǎo)的方向圖函數(shù)無誤。

提示：以下是本篇文章正文內(nèi)容，希望能幫助到各位，轉(zhuǎn)載請附上鏈接。

一、均勻圓陣原理

??????在半徑 R 的圓周上均勻分布著?M 個陣元，構(gòu)成均勻圓陣列天線，如下圖所示。??

? ? ? ? 假設(shè)坐標原點設(shè)在圓心O，第 m 個陣元與圓心之間的連線與 x 軸的夾角為

$\phi _{m}=2\pi m/M$

其位置向量表達式為

$\textbf{P}_m=(R\cos\phi_m,R\sin\phi_m,0)$

????????設(shè)一窄帶平面波以 $(\phi,\theta)$ 的方向入射到該均勻圓陣。信號的方位角 $\phi\in[0,2\pi]$ 是從 x 軸沿逆時針方向到信號入射方向在陣列平面上投影的夾角，俯仰角 $\theta\in[0,\pi/2]$ 為 z 軸與信號入射方向的夾角。以圓心O為參考點，則波達方向矢量為

$\textbf{r}=(-\sin\theta\cos\phi,-\sin\theta\sin\phi,-\cos\theta)$

$\textbf{P}_m$ 在 $\textbf{r}$ 上的投影為

$\textbf{P}_m \cdot \textbf{r}=-R(\cos\phi_m\sin\theta\cos\phi+\sin\phi_m\sin\theta\sin\phi)\\ =-R\sin\theta \cos(\phi-\phi_m)$

原點與陣元 m 接收到的信號包絡(luò)之間的相位差是：

$\Delta\phi_m=-\frac{2\pi}{\lambda}\textbf{P}_m\cdot \textbf{r}=-\frac{2\pi}{\lambda}R\sin\theta\cos(\phi-\phi_m)$

????????設(shè)陣列波束的最大值指向為 $(\phi_0,\theta_0)$ ，則第m陣元的激勵相位為

$\alpha_m=\frac{2\pi}\lambda R\sin\theta_0\cos(\phi_0-\phi_m)$

那么，均勻圓陣天線的方向圖函數(shù)可以直接用陣列因子表示，即方向圖函數(shù)為：

$F(\phi,\theta)=\sum_{m=0}^{M-1}A_me^{-j\frac{2\pi}{\lambda}R\sin\theta\cos(\phi-\phi_m)+j\alpha_m}=\\\sum_{m=0}^{M-1}A_me^{j\frac{2\pi}{\lambda}R[-\sin\theta\cos(\phi-\phi_m)+\sin\theta_0\cos(\phi_0-\phi_m)]}$

其中， $A_m$ 是第m陣元的激勵幅度。

二、圓心不存在陣元方向圖仿真

????????設(shè)一均勻圓形陣列，圓的半徑 R = 2λ ，圓環(huán)上均勻分布了 24 個各向同性的天線陣元，此時兩陣元間的距離約為λ / 2。令其指向方位角180° ,俯仰角30° ，采用MATLAB程序得出陣列的三維方向圖如下所示：

????????上面分別給出了均勻圓陣的三維方向圖、俯仰角在30° 時的方位角方向圖和方位角在180°?時的俯仰角方向圖。相比于均勻線陣，均勻圓陣具有平面陣列的結(jié)構(gòu)，從而可以估計波達方向的方位角和俯仰角。由圖可以看出，均勻圓陣列天線方向圖的旁瓣電平較高，第一旁瓣電平比主瓣電平只低了 8 dB。這是由圓形陣列自身的非線性引起的，這是均勻圓陣的一個固有特性。要改善這種情況，比較直接的方法是采用同心圓環(huán)陣或在圓陣列天線中心處添加一個陣元。

三、圓心存在陣元方向圖仿真

? ? ? ? 圓心存在陣元：

????????設(shè)中心存在陣元的均勻圓形陣列由 25 個陣元組成。陣列半徑 R = 2λ ，圓心上分布 1 個陣元，圓環(huán)上均勻分布了 24 個各向同性的陣元，此時圓環(huán)上兩陣元的直線距離約為λ / 2。令其指向方位角180° ,俯仰角30° ，采用 Matlab 程序得出陣列的三維方向圖如下：