MATLAB进行天线阵列方向图综合

news/2024/9/16 18:35:24/ 标签: matlab, 天线阵列, 天线

摘要:本次推文将介绍如何利用MATLAB的Sensor Array Analyzer进行天线阵列>天线阵列的方向图综合。

1. 阵列方向图综合理论

对于均匀平面阵列而言,其阵因子公式可以写成

当阵列是三角网格布置或者圆环阵时,《ANTENNA THEORY ANALYSIS AND DESIGN》等相关教程也是有公式可参考的。不过对于任意孔径下排布,我们就需要回归到最通用的方向图综合公式。即通过已知的每个单元的位置、激励幅度和相位、对

进行累加来综合阵因子(点源模型)。

对于上述情况,就需要借助编程工具进行方向图综合的可视化,例如工科生们最常用的MATLAB或者Python。

2. Sensor Array Analyzer

MATLAB 2014b中开始新增支持的Sensor Array Analyzer (MATLAB 传感器阵列分析器),这个工具箱提供用于分析和处理传感器阵列数据的综合工具和功能,适用于信号处理、通信、雷达和声纳等领域使用传感器阵列的研究人员和工程师。该工具箱还提供用于显示和分析阵列数据的可视化工具并支持传感器阵列的设计和仿真。功能范围从 1-D 到 3-D 天线、声纳换能器和麦克风阵列等,并且可以包含子阵列。指定阵列和传感器参数后,应用程序会显示基本性能特征,例如阵列方向性和阵列尺寸。

支持的阵列类型如下所示:

阵列类型

2D阵列

均匀线性阵列(ULA)
均匀矩形阵列(URA)
均匀圆形阵列(UCA)
均匀六角形阵列(UHA)
圆形平面阵列(Circular Planar Array)
同心阵列(Concentric Array )

3D阵列

球形阵列(Spherical Array)
圆柱形阵列 (Cylindrical Array)
任意阵列 (Arbitrary Array)

对于天线阵列>天线阵列设计而言,我们可以通过遵从下面步骤来实现搭积木式的阵列方向图综合:选择阵列类型👉配置单元数/单元间隔/阵列法向方向/阵列的锥削/工作频段等。然后就可以点击3D Pattern/2D Pattern按钮来查看天线方向图。

下面以一个URA为例进行简单的使用示范:

  • ①Size:输入一个一行2列的向量,例如[4,4];

  • ②Element Spacing:输入单元间距,支持2种格式,例如[10,12](单位m),或者[0.5,0.6](单位λ);

  • ③Lattice:支持Rectangular(矩形网格布阵)和Triangular(三角网格布阵);

  • ④Array Normal:阵列的法向,例如x,y,z;

  • ⑤Taper:支持Custom自定义类型和行、列分别类型的幅度锥削激励;

  • ⑥Custom Taper:当⑤中选择Custom类型时,可自定义各单元的激励系数。如果阵列的Size是4×4,则可输入一个4×4的矩阵(可以是复数形式)。

以上向量或者矩阵均可以从workspace里载入

综合的方向图结果如下所示:

除了简单的阵列综合外,还有子阵综合,单元方向图选取以及波束扫描等功能,大家可以根据自己的需求来调用!

3. 代码封装设计

通过Export按钮可以Generate Matlab script,通过观察代码来学习如何将上面的UI操作转换为代码的,从而将其封装起来方便使用。

这里给大家一个封装的MATLAB Demo

function radiation=Cal_RecArray(ArrSize,Spacing,Taper)

% ArrSize=[8,8];Spacing=[0.5,0.5];Taper=1;

% w = taylorwin(16,8,-20);w=w/max(w);Taper=w*w.';

% Create a uniform rectangular array

Array = phased.URA('Size',ArrSize,... 'Lattice','Rectangular','ArrayNormal','z');

% The multiplication factor for lambda units to meter conversion

Array.ElementSpacing = Spacing;

Array.Taper = Taper;

% Create an isotropic antenna element

Elem = phased.IsotropicAntennaElement;

Elem.FrequencyRange = [0 300000000];

Array.Element = Elem;

% Assign Frequencies and Propagation Speed

Frequency = 300000000;

PropagationSpeed = 300000000;

% Plot Array Geometry

figure;

viewArray(Array,'ShowNormal',false,...

'ShowTaper',false,'ShowIndex','None',...

'ShowLocalCoordinates',true,'ShowAnnotation',false,...

'Orientation',[45;45;45]);

% Calculate Steering Weights

Freq3D = 300000000;

% Find the weights

w = ones(getNumElements(Array), length(Frequency));

% Plot 3d graph

plotType = 'Directivity';

radiation=pattern(Array, Freq3D , 'PropagationSpeed', PropagationSpeed,...

'weights', w(:,1),...

'ShowArray',false,'ShowLocalCoordinates',true,...

'Type', plotType);

end

简单的调用下即可得到3D方向图数据:

w = taylorwin(10,8,-20);w=w/max(w);Taper=w*w.';

pattern=Cal_RecArray([10,10],[0.5,0.5],Taper);

4. 进阶功能

除了常规的1D线阵,矩形、圆形等阵列结构外,还可以进行Arbitrary设置,我们只需要传入单元的坐标位置和单元的法向角度 (对于平面阵列而言,所有单元的法向角度相同),以及单元的幅度锥削即可。

该工具箱内置的子阵分析和自定义单元方向图功能使得复杂的阵列综合更加便利化。

作者:微波天线工程师

来源:MATLAB进行天线阵列>天线阵列方向图综合 - RFASK射频问问

关于RFASK射频问问

射频问问是在"微波射频网”系列原创技术专栏基础上升级打造的技术问答学习平台,主要围绕射频芯片、微波电路、天线、雷达、卫星等相关技术领域,致力于为无线通信、微波射频、天线、雷达等行业的工程师,提供优质、原创的技术问答、专栏文章、射频课程等学习内容。更多请访问:http://www.rfask.net


http://www.ppmy.cn/news/1521813.html

相关文章

Postgresql表和索引占用空间回收释放(表空间膨胀)

Postgresql表和索引占用空间回收释放(表空间膨胀) -- 1.创建测试表t_user create table if not exists t_user(id serial primary key,user_name varchar(255),pass_word varchar(255),create_time date,dr char(1) );create index ind_time on t_user(c…

【学习笔记】SSL证书安全机制之证书验证

前言:每当Client从Server收到一张证书,有2件事Client需要去验证: 证书是否有效? 证书只是文件中的文本Client如何知道内容能够信任?Server是否是证书真正的拥有者? 证书可以公开获取Client如何知道Server是…

rsync搭建全网备份

rsync搭建全网备份 1. 总体概述1.1 目标1.2 简易指导图1.3 涉及工具或命令1.4 环境 2. 实施2.1 配置备份服务器2.2 备份文件准备2.3 整合命令2.4 扩展功能 1. 总体概述 1.1 目标 本次搭建目标: 每天定时把服务器数据备份到备份服务器备份完成后进行校验把过期数据…

代码随想录 -- 二叉树 -- 二叉树的最小深度

111. 二叉树的最小深度 - 力扣(LeetCode) 思路:递归调用 递归返回值:返回以当前节点为根节点的二叉树的最小深度 递归出口:当根节点为空时,返回 0 单层递归逻辑:特殊情况处理:当…

【区块链 + 人才服务】区块链教学管理平台 | FISCO BCOS应用案例

面对传统教育行业存在的教育过程难监督、教育信息不公开、教育效果难认定、教务管理缺抓手、数据造假和证 书局限性等诸多痛点问题。北京奕江科技有限公司基于 FISCO BCOS 底层开发区块链教学管理平台,搭建区块链 教学管理系统、区块链课程学习及实训环境&#xff0…

HTTP中常用的4种请求方式——前端如何发送?后端怎么接受?

一.Get请求: 1.什么是Get请求? 2.前后端如何使用Get交互? 2.1.Query参数格式的Get请求 2.2.Path参数格式的Get请求 二.Post请求: 1.什么是Post请求? 2.前后端如何使用Post交互? 三.Put请求&#xf…

C语言代码练习(第十五天)

今日练习: 37、输入连个正整数 n 和 m ,求其最大公约数和最小公倍数 38、请编程序将“China”翻译成密码,密码规律是:用原来的字母后面第4个字符代替原来的字母 39、设半径 r 1.5,圆柱高 h 3,求圆周长、圆…

优化 spring boot 的启动速度

优化Spring Boot应用的启动速度可以采取以下几个策略: 最小化依赖:检查项目是否有不必要的依赖,特别是那些启动时不使用的库。使用spring-boot-starter-web而不是spring-boot-starter-tomcat可以减少一些默认依赖。 懒加载组件:使…

Linux中Ubuntu系统安装Windows得字体

背景 安装了geoserver 然后geoserver中需要用到微软雅黑字体 所以需要安装一下Linux系统安装Windows中的字体 创建字体目录 cd /usr/share/fonts/ mkdir winfont在Windows找到对应字体 C:\Windows\Fonts 复制该字体到桌面 Linux系统中上传字体 roottest-server03:/usr/sha…

【知识图谱】4、LLM大模型结合neo4j图数据库实现AI问答的功能

昨天写了一篇文章,使用fastapi直接操作neo4j图数据库插入数据的例子, 本文实现LLM大模型结合neo4j图数据库实现AI问答功能。 废话不多说,先上代码 import gradio as gr from fastapi import FastAPI, HTTPException, Request from pydantic…

APP长文本内容编辑器功能实现方案

背景 CSDN APP 中原有编辑器页面为纯H5适配,整体用户交互体验差,如何优化APP端编辑器用户体验是我们团队需要思考的问题。下面我们以iOS为例展开讨论。 一、方案调研 我们分析了几款国内内容发布的APP,如知乎、今日头条、简书,…

谷歌的 GameNGen:无需游戏引擎,人工智能模拟 “毁灭战士“,开辟新天地

谷歌公司的研究人员创建了一个神经网络,可以在不使用传统游戏引擎的情况下生成经典射击游戏《毁灭战士》的实时游戏,从而实现了人工智能领域的一个重要里程碑。这个名为 GameNGen 的系统标志着人工智能向前迈出了重要一步,它能在单芯片上以每…

淘客APP的前后端分离架构设计

淘客APP的前后端分离架构设计 大家好,我是微赚淘客返利系统3.0的小编,是个冬天不穿秋裤,天冷也要风度的程序猿! 在现代的软件开发中,前后端分离架构已经成为了一种主流的设计模式。这种架构模式将前端和后端的职责明…

[论文笔记] LLaVA

一、LLaVA 论文中的主要工作和实验结果 Existing Gap: 之前的大部分工作都在做模态对齐,做图片的 representation learning,而没有针对 ChatBot(多轮对话,指令理解)这种场景优化。 Contribution: 这篇工作已经在 BLIP-2 之后了,所以 Image 的理解能力不是 LLaVA 希望提升…

0902,DEQUE,LIST,VECTOR

目录 01_vector.cc 02_vector.cc 作业 01STL包括哪些组件?各自具有哪些特点? 02 序列式容器包括哪些?他们之间有哪些异同? 03 下面程序有什么错误? 04 创建和初始化vector的方法,每种都给出一个实例…

OpenCV Jet颜色映射和HSV颜色空间对比

目录 一、概述 二、Jet颜色空间映射 2.1优势 2.2颜色变化范围 2.3应用场景 三、HSV 颜色空间 3.1优势 3.2颜色分布 3.3应用场景 四、Jet与HSV区别 4.1对比总结 4.2选择建议 OpenCV图像处理与应用实战算法汇总地址: OpenCV 图像处理应用实战算法列表汇总…

Elasticsearch 再次开源

作者:来自 Elastic Shay Banon [D.N.A] Elasticsearch 和 Kibana 可以再次被称为开源了。很难表达这句话让我有多高兴。我真的激动得跳了起来。Elastic 的所有人都是这样的。开源已经融入我的 DNA,也融入了 Elastic 的 DNA。能够再次将 Elasticsearch 称…

电脑回收站被清空,怎么恢复丢失数据?

回收站,这个看似不太起眼的电脑功能,实际上在关键时刻能够为我们挽回重大损失,帮助我们重新获得至关重要的文件和数据。对于经常与电脑打交道的朋友们来说,当某个文件被不小心删除时,回收站往往成为我们文件找回和恢复…

【实战案例】项目经理和产品经理高效配合的秘诀:产品与项目关联

最近,不断收到关于项目经理岗位以及产品经理岗位相关的提问,比如: “产品经理和项目经理,有什么区别?” “产品经理和项目经理,哪个发展前景更好?” “产品经理和项目经理发生冲突&#xff0…

开源云原生数据库PolarDB PostgreSQL 15兼容版本正式发布

开源云原生数据库PolarDB PostgreSQL 15兼容版正式发布上线,该版本100%兼容开源PostgreSQL 15。PolarDB是阿里云自研云原生关系型数据库,基于共享存储的存算分离架构使其具备灵活弹性和高性价比的特性,在开源PostgreSQL很好的性能表现的基础上…