基于Matlab的陣列天線數值分析

摘 要： 為了能夠快速有效地設計陣列天線，提出了在陣列天線設計過程中引入Matlab進行輔助設計。通過Matlab高效的數值計算能力和強大的繪圖功能，直觀地歸納出天線性能隨著天線結構參數的變化情況，從而為陣列天線設計提供依據。實驗結果表明，Matlab高效的數值計算能力可以直觀的為陣列天線設計提供指導思路，從而可以快速有效地進行陣列天線設計。

關鍵詞： 陣列天線； Matlab； 數值分析； 天線結構

中圖分類號： TN82?34 文獻標識碼： A 文章編號： 1004?373X（2013）13?0084?03

Matlab?based numerical analysis of array antenna

XU Qian， GONG Hai?bo

（Chinese Flight Test Establishment， Xi’an 710089， China）

Abstract： In order to design the array antenna rapidly and efficiently， a aided design in which Matlab is introduced into the process of array antenna design is proposed. By the efficient numerical computing power and powerful drawing functions of Matlab， we summarize intuitively the changes of the antenna’s performance as the antenna structure changes， which provides reference for the design of the array antenna. The experimental results show that the efficient numerical computing power of Matlab can provide guidance ideas intuitively for array antenna design， thus we can design the array antenna quickly and efficiently.

Keywords： array antenna； Matlab； numerical analysis； antenna structure

0 引 言

天線設計過程中，通常采用單個天線就能滿足需求，但在一些特殊的情況下會對天線結構及參數提出更高的要求，例如高增益、低旁瓣，波束可控性等，此時就需要采用陣列天線的形式[1]。目前，陣列天線在軍事通信、飛行遙測等方面得到了廣泛的應用，隨著通信的不斷發展，如何完善陣列天線的結構以及提升天線的性能成為了研究的熱點[2]。

Matlab是一款功能強大的數學軟件，高效的數值計算功能使人們從繁雜的數學運算分析中解脫出來，同時可實現計算結果和編程的可視化[3]。Matlab以其卓越的數值計算能力和強大的繪圖功能，近年來被廣泛應用在天線的分析和設計中[4]。

本文將Matlab引入陣列天線設計中，利用其高效數值計算功能為天線設計提供依據。借助Matlab可以繪制出陣列天線的二維和三維方向圖，直觀地從方向圖中看出天線性能隨各參數的變化情況，從而為陣列天線設計提供依據。

1 陣列天線理論基礎