MATLAB在天線方向性教學中的應用

薛紅　李平輝　劉涵

摘 要 針對天線與電波傳播課程特點，圍繞課程建設目標，從優化教學方法入手，闡述將MATLAB引入課程教學中的優勢，通過MATLAB繪制天線的方向圖來分析天線的方向性為例進行論證。實踐證明，將MATLAB應用到教學中，不僅可以更好地分析天線的方向性，而且可以扎實推進課程教學的基本建設。

關鍵詞 天線方向性；MATLAB；方向圖

中圖分類號：TN820.1+2 文獻標識碼：B

文章編號：1671-489X（2015）16-0050-03

Abstract According to the characteristics of antennas and propaga-tion course， around the aim of course construction， starting from optimizing the teaching method， MATLAB will be introduced to the antenna and propagation in course teaching. The direction is drawn through MATLAB antenna to analyze the antenna as an example to illustrate this. In practice， the application of MATLAB in the teaching， not only can analyze the directivity of the antenna through the pattern better， but also can promote the teaching of basic construction.

Key words layout antenna directivity； MATLAB； direction

1 前言

天線方向性是天線分析的重要部分，通常可以從方向函數、方向圖和方向系數三個方面考查。理論分析多采用方向函數，工程上看方向圖比較直觀，如果只允許用一個數字描述天線方向性的強弱，則非方向系數莫屬。

由于電磁理論比較抽象，空間概念難以想象，盡管方向函數概念清晰，且根據方向函數可確定主波束最大輻射方向、半功率點、主瓣張角、副瓣等參數，但公式推導較為繁瑣，并且難以獲得空間上的理解，手工繪制方向圖不僅比較困難，而且還不夠準確，只能定性描述。要想對天線的方向性獲得直觀深入的理解，最佳方法莫過于“形”與“式”的結合。“形”便是分量方向圖和三維方向圖，“式”便是方向函數與方向系數。

本文采用MATLAB軟件來實現“形”與“式”的結合。MATLAB語言類似于廣泛使用的高級語言C++、JAVA等，便于更快地理解源代碼。此外，MATLAB還是當今國際科學界最具影響力、最有活力的軟件，它可以讓使用者像運用VB、VC、VJ、Delphi一樣進行一般的可視化程序編輯。利用MATLAB軟件，不僅可以更好地通過方向圖來分析天線的方向性，進一步理解其變化規律，而且可以初步掌握MATLAB的基本操作，更好地學會了用高級軟件解決實際問題的方法和技巧。……