作业九双位方程求八木天线

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作业九 双位方程求八木天线

一、条件和计算目标 已知:

八木天线长为L ,半径为a ,且天线长度与波长的关系为

λ5.0=L ,λ<<<

用双位方程分析具有不同单元数量的八木天线,计算其性能参数指标值。 求:(1)电流分布 (2)输入阻抗 (3)功率增益

(4)E 面方向图(二维) (5)H 面方向图(二维) (6)空间方向性图(三维) 二、八木天线简介及示意图

图1 五元八木天线 图2 四元八木天线 三、双位方程解题思路

1.采用矩量法结合双位方程对八木天线进行分析。

馈电口的间隙假设很小,可近似视为无限小,馈电电压可取为一。矩量法分析时,用脉冲基展开加点匹配。在剖分时,导线两端均预留半段。四、结果与分析 (1)电流分布

图 3 电流分布曲线

(2)输入阻抗和增益(参考书《天线原理与设计》p132)

d1:馈线与反射线之间距离 d2:引向器1与馈线之间距离 d3引向器2与馈线之间距离

分析:(1)振子之间的距离对增益值影响较大。

(2)天线振子的半径大小对阻抗及增益的影响也较大。

(3)自阻抗取决于振子的长度,互阻抗取决于振子的长度及振子之间的距

离。适当调整振子的长度及其间距,就可调整不同振子之间的电流分配比,于是就可得到不同的方向性。

(3)E面图(二维)

图4 E面图(二维)

(4)H面图(二维)

图 5 H面图(二维)

(5)空间方向图

图 6 空间方向性图(二维)

图7 空间方向性图(二维)

分析:由图6和图7可以看出间距不同,空间方向性图也不同!附程序:

子程序:

function zb=zuobiao(l)

n=9; %每个天线所划分的段数

l_0=0.475; %馈电天线长度

l_r=0.453; %反射天线长度

l_1=0.446; %引导天线1 的长度

l_2=0.44; %引导天线2 的长度

w=3*10^8*2*pi; %频率

E=8.85*10^(-12); %介电常数

u=4*pi*10^(-7); %磁导率

a=0.001; %天线半径

d_r=0.3; %馈电天线到反射天线的距离

d_0=0.2; %馈电天线到引导天线1 的距离

d_1=0.4; %馈电天线到引导天线2 的距离

div_0=l_0/(n+1); %馈电天线的单位长度

div_r=l_r/(n+1); %反射天线的单位长度

div_1=l_1/(n+1); %引导天线1 的单位长度

div_2=l_2/(n+1); %引导天线2 的单位长度

for mm=1:4*n

zb(mm,1)=0;

end;%%%x坐标

for mm=1:4*n

if fix((mm-1)/n)==0%%%%%%%MM<9%反射天线zb(mm,2)=-d_r;

else

if fix((mm-1)/n)==1

zb(mm,2)=0;

else

if fix((mm-1)/n)==2

zb(mm,2)=d_0;

else

zb(mm,2)=d_0+d_1;

end;

end;

end;

end;%横向的坐标y

for mm=1:4*n

if fix((mm-1)/n)==0

zb(mm,3)=((n+1)/2-mm+l*0.5)*div_r;

else

if fix((mm-1)/n)==1

zb(mm,3)=((n+1)/2-(mm-9)+l*0.5)*div_0;

else

if fix((mm-1)/n)==2

zb(mm,3)=((n+1)/2-(mm-18)+l*0.5)*div_1;

else

zb(mm,3)=((n+1)/2-(mm-27)+l*0.5)*div_2;

end;

end;

end;

end;%z坐标

function s=distance(zb)

n=9; %每个天线所划分的段数

w=3*10^8*2*pi; %频率

E=8.85*10^(-12); %介电常数

u=4*pi*10^(-7); %磁导率

for mm=1:4*n

for nn=1:4*n

s(mm,nn)=sqrt((zb(mm,1)-zb(nn,1))^2+(zb(mm,2)-zb(nn,2))^2+(zb(mm,3)-zb(n n,3))^2);

end;

end;

function z=zmn(b,c,d,e,f,g)

n=9; %每个天线所划分的段数

a=0.001; %天线半径

w=3*10^8*2*pi; %频率

E=8.85*10^(-12); %介电常数

u=4*pi*10^(-7); %磁导率

k=2*pi; %波数

for mm=1:n

for nn=1:n

if mm==nn

s(mm,nn)=1*log(d/a)/(2*pi*d)-i*k/(4*pi);

else

s(mm,nn)=exp((-i*k*e((mm+b*n),(nn+c*n))))/(4*pi*e((mm+b*n),(nn+c*n)));

end;

end;

end;

for mm=1:n

for nn=1:n

if mm==nn+1

s1(mm,nn)=1*log(d/a)/(2*pi*d)-i*k/(4*pi);

else

s1(mm,nn)=exp((-i*k*f((mm+b*n),(nn+c*n))))/(4*pi*f((mm+b*n),(nn+c*n)));

end;

end;

end;

for mm=1:n

for nn=1:n

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