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实验二 对称振子辐射分析

实验二 对称振子辐射分析

1、实验目的:

1、实现数对称振子天线学建模、编程、仿真实现图形可视化。

2、通过本实验使学生掌握matlab7.0仿真软件在电磁场编程中的应用。

2、实验设备:

计算机、matlab7.0仿真软件

3、实验原理

3.1对称振子

对称振子(Symmetrical Center-Fed Dipole )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 。两臂之间的间隙很小,理论上可忽略不计。所以振子的总长度2L l =。对此振子的长度与波长相比拟,本身已可以构成实用天线。

理论和实践都已证实,细对称振子的电流分布与末端开路线上的电流分布相似,即非常接近与正弦驻波的分布,其电流分布的形式为:

()()()()sin 0sin sin 0m m m I k l z z I z I k l z I k l z z -≥⎧⎪=-=⎨+<⎪⎩,

式中m I 为电流波腹点的复振幅;2//k w c πλ==为相移常数。根据正弦分布的特点,对称振子的末端为电流的波节点;电流分布关于振子的中心点对称;超过半波长就会出现反相电流。

3.2数学模型 对称振子在远区的辐射电场为:kr m cos cos cos e 22j60sin r

J kL kL E I -=*θ(θ)()θ,仍为球面波;其极化方式仍为线极化;辐射场的方向性不仅与θ有关,也和振子的电长度有关。其中,对称振子未归一化的方向性函数

cos cos cos 22()sin kL kL F -=(θ)()θθ

,这实际上也是对称振子E 面得方向函数;在对称振子的H 面上,方向函数与ϕ无关,其方向图为圆。/2L =λ为半波振子,归一化方向性函数cos(cos )2()sin F =лθθθ

(/2)L =λ;L λ=为全波振子,归一化方向性函数为cos(cos )1()2sin F +=лθθθ

()L =λ[28]。 3.3. 对称振子的辐射

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 ,