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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
