电磁兼容实验报告.doc

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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基本振子（ElectricShortDipole）又称电流元，它是指一段理想的高频电流直导线，其长度l远小于波长λ，其半径a远小于l，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电基本振子的坐标电基

2、本振子在无限大自由空间中场强的表达式为：（2-1）电基本振子的辐射场可以分为近区场和远区场。如果kr<<1即（r<<λ/(2π)）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π/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>>1（即r>>λ/(2π)的区域称为远区），在此区域内，电基本振子满足条件：则远区场表达式为：（2-2）可见场强只有两个相位相同的分量（Eθ,Hφ）。根据方向函数可定义：（2-3）可得电基本振子的方向

3、函数为：（2-4）根据归一化方向函数定义：（2-5）可得电基本阵子归一化方向函数为：F(θ,φ)=

4、sinθ

5、（2-6）将方向函数用曲线描绘出来，称之为方向图(FileldPattern)。方向图就是与天线等距离处，天线辐射场大小在空间中的相对分布随方向变化的图形。依据归一化方向函数而绘出的为归一化方向图。在实际中，工程上常常采用两个特定正交平面方向图。在自由空间中，两个最重要的平面方向图是E面和H面方向图。E面即电场强度矢量所在并包含最大辐射方向的平面；H面即磁场强度矢量所在并包含最大辐射方向的平面。方向图可用极坐标绘制，角度表示方

6、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*pi/180:2*pi)';f=abs(sin(sita));绝对值fmax=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sita=meshgrid(eps:pi/180:pi);fai=meshgrid(

7、eps:2*pi/180:2*pi)';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图像subplot(1,1,1),mesh(x,y,z);把这些点之间用网格连接起来axis([-11-11-11]);用来设置axes的样式，包括坐标轴范围，可读比例等title('电基本振子空间主体方向图');2．对称阵子的辐射对称振子是中间馈电，其两臂由两段等长导线构成的振子天线。一臂的导线半径为a，长度为l。两臂之间的

8、间隙很小，理论上可忽略不计，所以振子的总长度L=2l。对称振子的长度与波长相比拟，本身已可以构成实用天线。 图3-2对称振子结构及坐标图由教材可知对称阵子辐射场为（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：（2-8）上式实际上也就是对称振子E面的方向函数四、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*.M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，学习每个命令函数的用

9、法。将程序中的内容和原理部分相对照，找出所编写程序的理论依据，分析程序为什么对公式这样处理。步骤三输入波长λ=10，天线长度2L=2，画出天线方向图步骤四：输入波长λ=10，振子长度2L=4，画出天线方向图步骤五：输入波长λ=10，振子长度2L=13，画出天线方向图步骤六：输入波长λ=10，振子长度2L=15，画出天线方向图步骤七：输入波长λ=10，振子长度2L=20，画出天线方向图步骤八：输入波长λ=10，振子长度2L=30，画出天线方向图步骤九：与图3-3进行比较，体会振子长度对方向图的影响，方向图发生了哪些变化？分析为什么常用天

10、线多为半波偶极子天线和全波偶极子天线？将实验过程及结果连带分析总结写入实验报告。步骤十：用matlab编程画出电基本振子空间主体方向图。lamda=input('enterthevalueofwavelength=');