基于matlab将天线工具箱与相控阵系统配合使用（附源码）

一、前言

创建天线阵列（如均匀线性阵列 （ULA））时，可以使用相控阵系统工具箱中内置的天线。或者，您可以使用天线工具箱天线。天线工具箱天线提供物理天线的真实模型。它们是使用力矩的方法设计的。相控阵天线代表更理想化的天线，可用于雷达性能分析和更高级别的建模。一些相控阵天线无法物理实现，例如各向同性天线，但在概念上仍然有用。可以使用两种类型的天线以相同的方式构建和分析系统。本示例说明如何使用相控阵系统工具箱或天线工具箱天线构建相控阵。

在相控阵系统工具箱系统对象中使用天线工具箱天线时，天线响应将通过天线输出在所有方向上的最大值进行归一化。最大值是通过在方位角和仰角上每五度采样的天线方向图的最大值来获得的。

二、基于相控阵系统工具箱构建交叉偶极子天线ULA

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首先从相控阵系统工具箱中创建交叉偶极子天线的均匀线性阵列（ULA）。交叉偶极子天线用于产生圆极化信号。在这种情况下，将工作频率设置为 2 GHZ 并绘制功率模式。使用 System 对象的方法。

该天线的主轴沿 x 轴指向。

然后，创建一个交叉偶极子天线的 11 元件 ULA 阵列。将元素间距指定为 0.4 波长。使用 Taylor 窗口对数组进行锥形。然后，绘制阵列图案作为 0 度仰角方位角的函数。使用 System 对象的方法。

三、从天线工具箱构建螺旋天线的ULA

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接下来，使用天线工具箱中的螺旋天线创建均匀线性阵列 （ULA）。螺旋天线也产生圆极化辐射。螺旋天线是使用该功能创建的。helix

首先，指定半径为 4.28 毫米、宽度为 0.1 毫米的 2 圈螺旋天线。和属性允许您相对于局部坐标系定向天线。在此示例中，沿 x 轴定向主响应轴 （MRA） 以与交叉偶极子主轴的 MRA 一致。默认情况下，天线的 MRA 指向 z 方向。将 MRA 绕 y 轴旋转 90 度。

可以使用天线工具箱中的功能查看螺旋天线的形状。

然后，在 0 GHz 的工作频率下绘制 2 度仰角的方位天线方向图。使用天线工具箱中的功能。

接下来，构建一个 11 元件锥形均匀线性螺旋天线阵列，其元件间隔为 0.4 波长。使用泰勒窗口对数组进行锥形。您可以使用相控阵系统工具箱中的同一系统对象来创建此阵列。

使用 ULA 模式将阵列模式绘制为方位角的函数，该模式的语法与天线工具箱函数相同。

四、比较模式

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比较两种阵列模式表明它们沿主瓣相似。螺旋天线阵列方向图的背瓣比交叉偶极子阵列的背瓣小近15 dB。这是由于螺旋天线的接地层的存在减少了背瓣传输。

五、程序

使用Matlab R2022b版本，点击打开。（版本过低，运行该程序可能会报错）

打开下面的“example.mlx”文件，点击运行，就可以看到上述效果。

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