波束形成与智能天线
1.均匀线阵方向图
%8阵元均匀线阵方向图，来波方向为0度 clc;
clear all; close all;
imag=sqrt(-1);
element_num=8;%阵元数为8
d_lamda=1/2;%阵元间距d与波长lamda的关系 theta=linspace(-pi/2,pi/2,200); theta0=0;%来波方向
w=exp(imag*2*pi*d_lamda*sin(theta0)*[0:element_num-1]'); for j=1:length(theta)
a=exp(imag*2*pi*d_lamda*sin(theta(j))*[0:element_num-1]'); p(j)=w'*a; end figure;
plot(theta,abs(p)),grid on xlabel('theta/radian') ylabel('amplitude')
title('8阵元均匀线阵方向图')
当来波方向为45度时，仿真图如下：
8阵元均匀线阵方向图如下，来波方向为0度，20log（dB）
随着阵元数的增加，波束宽度变窄，分辨力提高：仿真图如下：
2. 波束宽度与波达方向及阵元数的关系
clc
clear all close all
ima=sqrt(-1);
element_num1=16; %阵元数 element_num2=128; element_num3=1024;
lamda=0.03; %波长为0.03米
d=1/2*lamda; %阵元间距与波长的关系 theta=0:0.5:90;
for j=1:length(theta);
fai(j)=theta(j)*pi/180-asin(sin(theta(j)*pi/180)-lamda/(element_num1*d)); psi(j)=theta(j)*pi/180-asin(sin(theta(j)*pi/180)-lamda/(element_num2*d)); beta(j)=theta(j)*pi/180-asin(sin(theta(j)*pi/180)-lamda/(element_num3*d)); end figure;
plot(theta,fai,'r',theta,psi,'b',theta,beta,'g'),grid on xlabel('theta');
ylabel('Width in radians')
title('波束宽度与波达方向及阵元数的关系') 仿真图如下：
3. 当阵元间距 d??/2 时，会出现栅瓣，导致空间模糊。仿真图如下：
4. 类似于时域滤波，天线方向图是最优权的傅立叶变换 仿真程序和仿真图如下： clc
clear all close all
ima=sqrt(-1);
element_num=32; %阵元数 source_num=1; %信源数
d_lamda=1/2; %阵元间距与波长的关系 theta=linspace(-pi/2,pi/2,200); theta0=0; %来波方向
w=exp(ima*2*pi*d_lamda*sin(theta0)*[0:element_num-1]'); for j=1:length(theta);