工程电磁场大作业偶极子天线辐射场图—MATLAB动态仿真班级： 姓名： 学号：

目录

1、特殊名词介绍 2、公式与分析 3、仿真演示 4、部分代码解释 5、应用和发展

下面简单介绍一下偶极子

偶极子(dipole):指相距很近的符号相反的 一对电荷或“磁荷”。电磁学中，有两种偶极 子 电偶极子是两个分隔一段距离，电量相等，正 负相反的电荷。应用有偶极子天线 。 磁偶极子是一圈封闭循环的电流，例如一个有 常定电流运行的线圈，称为载流回路。 偶极子的性质可以用它的偶极矩描述。电偶极 矩由负电荷指向正电荷，大小等于正电荷量乘 以正负电荷之间的距离。磁偶极矩的方向，根 据右手法则，是大拇指从载流回路的平面指出 的方向，而其它拇指则指向电流运行方向，磁 偶极矩的大小等于电流乘以线圈面积。

将两个辐射单元 (天线元或者阵 元),也就是偶 极子，按照直线 排列的列阵天线， 称线阵天线，根 据线性系统的叠 加定理，列阵天 线的辐射场就是 这两个天线元辐 射场的矢量和。

分析得，列阵天线总的辐射场可 分解为两项的乘积 ：

第一项为中心激励偶极子产生的场，第二项为阵因子

总的辐射电场的模为

因为

x jx / 2 x |1 e | | 2 jsin( )e | 2sin 2 2jx

所以得：

对线天线的分析可将线天线分解为无限多电基本振子

kd cos sin[ N ( )] 2 | F | kd cos sin[( )] 2

的组合，线天线辐射的场可分解为电基本振子辐射的场与修正因子U( )的乘积。

线阵天线辐射的场可分解为线天线辐射的场及阵因子 F( , )两部分的乘积。

MATLAB提供getframe、moviein和movie函数进行动画制作 moviein(n)函数用来建立一个足够大的n列矩阵。该矩阵用 来保存n幅画面的数据，以备播放。事先建立一个大矩阵， 是为了提高程序运行速度。

M

= moviein(framemax);

%moviein(n)函数用来建立一个足够大的n列矩阵。 该矩阵用来保存n幅画面的数据，以备播放。事先 建立一个大矩阵，是为了提高程序运行速度。

set(gcf,'Position',[100

100 640 480])

%设置绘图的大小,将图像设置为距屏幕左下角 [100, 100]图像大小设置为640*480像素

for

n=1:framemax u=kd*cos(gamma)psi/framemax*(n-1);%[0:pi] F=abs(sin(N*(u/2))./sin(u/2)); polar(gamma,abs(F));%polar函数绘制极坐标图,其调用格式为：polar(theta,rho, 选项)其中theta为极坐标极角,rho为极坐标矢径

hold on plot(N*cos(gamma),N*sin(gamma),'b',' LineWidth',2); %画圆 plot(dip-N/2-0.5,dip*0,'o','linewidth',3)

%画两个偶极子的位子 (-0.5,0), (+0.5,0)

hold off

hold on/off命令控制是

保持原有图形还 是刷新原有图形，不带参数的hold命令在两种状态之间进行切换。

%图形保持

M(:,n)

= getframe(gcf);%getframe函数可截取一

幅画面信息(称为动画中的一帧),一幅画面信息形成一个很大的列向 量。显然，保存n幅图面就需一个大矩阵。与上面的对应

end

clf reset %动画展示 set(gcf,'Position',[100 100 800 600])

%这句是设置绘图的大小 axis

off %取消坐标轴。 movie(M, 1) %movie(m,n)函数播放由矩阵M所定义的画面n次，缺省时播放一次。

在场地衰减和天线系数的测量中 该天线为众多实验室所采用，作为实验室的天 线标准。 优点：偶极子天线以其尺寸小、结构简单、性 能好、造价低、便于集成的优势，可以满足 WLAN的通信要求。 应用：在其他领域，医学上的偶极子治疗，核 物理(电),地质和石油勘探，半波偶极FM天 线等，并且在远距离耦合的RFID射频识别统 (1m以上)使用很广泛。 超高频RFID标签通 常采用偶极子天线。 展望：目前对于偶极子天线的研究已处于成熟 阶段，现实生活中得到广泛的应用，既是一些 复杂的、功能强大地天线也要以它为基础。

谢谢！