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《电磁兼容实验报告1-2》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在工程资料-天天文库。
1、电磁兼容实验报告学院:信息科学与工程学院班级:姓名:学号:一、实验目的:通过MATLAB编程,熟悉电基本阵子和对称阵子的辐射特性,了解影响对称阵子辐射的因素及其变化对辐射造成的影响二、实验环境:MATLAB软件三、实验原理:1.电基本振子的辐射电甚本振子(ElectricShortDipole)又称电流元,它'是指一段理想的岛频电流直导线,其氏度1远小于波,其半径a远小于1,同时振子沿线的电流I处处等幅同相。用这样的电流元可以构成实际的更复杂的天线,因而电基本振子的辐射特性是研究更复杂天线辐射特性的基础。图3-1电基本振子的坐
2、标电基本振子在无限大自由空间屮场强的表达式为:Hr=0H0=O47Trr(2-1)47rEoIl1A..kk.1x_.^Tz0电基本振子的辐射场可以分为近区场和远区场。如果kr〈〈l即(r«X/(2n))的区域称为近区,近区场的另一个重要特点是电场和磁场之间存在n/2的相位差,于是坡印廷矢量的平均值为0,能量在电场和磁场以及场与源之间交换而没有辐射,所以近区场也称为感应场,本实验不涉及。本实验计算的远区场kr〉〉l(即r〉〉X/(27i)的区域称为远区),在此区域
3、AJ,电基本振子满足条件:1~kr〉〉(bO7〉〉(krY则远
4、区场表达式为:H,=j^nee^(2-2)E,=j^-s[n3e~jkr^r=He=Er=Etp=O可见场强只有两个相位相同的分S(E9,H小)。根据方向函数可定义:m(p)=60//r(2-3)可得电基本振子的方向函数为:jrl(2-4)f(0,(p)=f(d)=-sm0根据归一化方向函数定义:F(e,(p)=jE(e9(p)U的l^maxl(2-5)可得电基本阵子归一化方叫函数为:F(0,巾)=
5、sinG
6、(2-6)将方向函数用曲线描绘出来,称之为方叫图(FileldPattern)。方向图就是与天线等距离处,天线辐
7、射场大小在空间中的相对分布随方向变化的图形。依据归一化方叫函数而绘出的为归一化方向图。在实际屮,工程上常常采用两个特定正交平而方向阁。在自由空间屮,两个最重要的平而方叫阁是E而和H而方肉阁。E而即电场强度矢量所在并包含最大辐射方14的平而;H而即磁场强度矢量所在并包含最大辐射方向的平而。方向图可用极坐标绘制,角度表示方向,矢径表示场强大小。sita=meshgrid(eps:pi/180:pi);产生格点矩阵一种矢量格式fai=meshgrid(eps:2氺pi/180:2氺pi)’;f=abs(sin(sita));绝对值f
8、max=max(max(f));a=linspace(0,2*pi);从0到2派按线性分50个点,50没写,是默认的f=sin(a);subplot(1,1,1),polar(a,abs(f));title(’电基本振子E平面’);建立子图电极fileEditInsertTools叩WindowHelp,□didi\O®«X•□0■o电基本抿子E平面90120600.80.6150zO0,2021024d刃0sita=meshgrid(eps:pi/180:pi);fai=meshgrid(eps:2氺pi/180:2氺pi
9、)’;f=abs(sin(sita));fmax=max(max(f));[x,y,z]=sph2cart(fai,pi/2-sita,f/fmax);用法球坐标转化直角坐标图线阁像subplot(1,1,1),mesh(x,y,z);把这些点之间用网格连接起来axis([-l1-11-11]);用来设置axes的样式,包括坐标轴范围,可读比例等titleC电基本振子空间主体方向图’)050-05fileEditViewInsertToolsDesktopWindowHep•JdUs,®'KX•SOS■」3电基本振子空间主体
10、方向图-0.5-0.51.对称阵子的辐射对称振子是中间馈电,其两臂由两段等氐导线构成的振子天线。一臂的导线半径为a,长度为1。两臂之间的间隙很小,理论上可忽略不计,所以振子的总长度>21。对称振子的k度与波L<:相比拟,本身已可以构成实用天线。图3-2对称振子结构及坐标图巾教紂可知对称阵子辐射场为607Tlme-Jkr.sin4;sin^(/-
11、z
12、)?^z=(2-7)根据方向函数的定义,对称振子以波腹电流归算的方向函数为:卜叫__
13、cos(klcos0)-cos(W)
14、60/Jr
15、
16、sin。(2-8)上式实际上也就是对称振子
17、E而的方向函数四、实验内容及步骤:根据电基本阵子、对称振子的方向函数,利用MATLAB编程并画出其方向图。步骤一:编写MATLAB程序,并保存为*.!11文件(*代表文件名自起)步骤二在MATLAB中打开编写的*.M文件,阅读并分析整个程序,分析每条语句的作用,学习每个命令函