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《Matlab在天線陣列教學(xué)中的應(yīng)用》由會員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、Matlab在天線陣列教學(xué)中的應(yīng)用 摘要：對電磁場專業(yè)的教學(xué)現(xiàn)狀進(jìn)行了簡單分析，闡述了將Matlab引入到電磁場專業(yè)課程教學(xué)的優(yōu)勢，并以天線陣列教學(xué)為例進(jìn)行了論證。Matlab以其強(qiáng)大的數(shù)值計算和簡單易用的UI功能，不僅使電磁場專業(yè)課程的教學(xué)擺脫了枯燥乏味的現(xiàn)狀，而且使其變得更加生動有趣，加深了學(xué)生對原理、復(fù)雜公式的理解，為大學(xué)電磁場專業(yè)課程的教學(xué)改革提供了更加廣闊的前景。 關(guān)鍵詞：Matlab；電磁場；天線陣 中圖分類號：G642.0文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1671-0568（2013）05-0059-03 一、引言
2、電磁場理論及其相關(guān)專業(yè)課程是研究電磁波的產(chǎn)生、傳播、接收等現(xiàn)象的課程，是工科電子類專業(yè)重要的專業(yè)基礎(chǔ)平臺核心課程。電磁場專業(yè)系列課程普遍存在教師“難教”、學(xué)生“難學(xué)”、課程“難考”的問題。電磁場專業(yè)的相關(guān)課程理論抽象性強(qiáng)、涉及大量復(fù)雜的數(shù)學(xué)公式，學(xué)生在學(xué)習(xí)該專業(yè)知識的過程中普遍感到吃力、不易理解，教師授課的過程中若一味追求公式的推導(dǎo)、原理的講述，勢必造成課堂氣氛的枯燥、乏味。若在授課過程中引入動畫、簡單的實(shí)驗(yàn)，將能使學(xué)生加深對概念、原理的認(rèn)識，把抽象的理論簡單化，提高學(xué)生分析問題解決問題的能力，取得較好的講授認(rèn)知效果。5 二、M
3、atlab軟件適用于課堂教學(xué) 面向科學(xué)與工程計算的高級語言Matlab應(yīng)用軟件，以矩陣運(yùn)算為基礎(chǔ)，內(nèi)含有豐富、全面的各類函數(shù)庫，通過簡單的函數(shù)調(diào)用即可把難于理解的電磁場理論知識、復(fù)雜的計算公式清晰地表達(dá)出來，再通過Matlab軟件的高可視化科學(xué)工程計算功能，以圖形圖像、動畫的形式展現(xiàn)出來，既加深了學(xué)生對理論知識的認(rèn)知深度，又提升了他們的學(xué)習(xí)熱情，從而取得較好的教學(xué)效果?！ atlab軟件適用于課堂教學(xué)具有如下優(yōu)勢： 1.編程效率高 Matlab是一種面向科學(xué)與工程計算的高級語言，允許用數(shù)學(xué)形式的語言編寫程序，且比Basic
4、、Fortran和C等語言更加接近我們書寫計算公式的思維方式，用Matlab編寫程序猶如在演算紙上排列出公式求解問題。代碼編寫簡單，編程效率高，易學(xué)易懂?！ ?.用戶使用方便 Matlab語言是一種解釋執(zhí)行的語言，它活、方便，調(diào)試手段豐富，調(diào)試速度快，容易上手。人們用任何一種語言編寫程序和調(diào)試程序一般都要經(jīng)過四個步驟：編輯、編譯、連接以及執(zhí)行和調(diào)試。各個步驟之間是順序關(guān)系，編程的過程就是在它們之間作瀑布型的循環(huán)。 3.擴(kuò)充能力強(qiáng)5 高版本的Matlab語言有豐富的庫函數(shù)，在進(jìn)行復(fù)雜的數(shù)學(xué)運(yùn)算時可以直接調(diào)用，而且Matlab的
5、庫函數(shù)同用戶文件在形式上一樣，所以用戶文件也可作為Matlab的庫函數(shù)來調(diào)用。因而，用戶可以根據(jù)自己的需要方便地建立和擴(kuò)充新的庫函數(shù)，以便提高M(jìn)atlab使用效率和擴(kuò)充它的功能?！ ?.語句簡單，內(nèi)涵豐富 Matlab語言中最基本最重要的成分是函數(shù)，其一般形式為[a，b，c…]=fun（d，e，f…），即一個函數(shù)由函數(shù)名，輸入變量d，e，f…和輸出變量a，b，c…組成，同一函數(shù)名，不同數(shù)目的輸入變量（包括無輸入變量）及不同數(shù)目的輸出變量，代表著不同的含義（有點(diǎn)像面向?qū)ο笾械亩鄳B(tài)性），這不僅使Matlab的庫函數(shù)功能更豐富，而且大
6、大減少了需要的磁盤空間，使得Matlab編寫的M文件簡單、短小而高效?！ ?.高效方便的矩陣和數(shù)組運(yùn)算 Matlab語言象Basic、Fortran和C語言一樣規(guī)定了矩陣的算術(shù)運(yùn)算符、關(guān)系運(yùn)算符、邏輯運(yùn)算符、條件運(yùn)算符及賦值運(yùn)算符，而且這些運(yùn)算符大部分可以毫無改變地照搬到數(shù)組間的運(yùn)算中。另外，它不需要定義數(shù)組的維數(shù)，并且給出了矩陣函數(shù)、特殊矩陣專門的庫函數(shù)，使之在求解諸如信號處理、建模、系統(tǒng)識別、控制、優(yōu)化等領(lǐng)域的問題時，顯得大為簡捷、高效、方便，這是其它高級語言所不能比擬的?！ ∪atlab軟件在天線陣列理論課堂教學(xué)中的應(yīng)
7、用5 天線陣是一類由不少于兩個天線單元規(guī)則排列或隨機(jī)排列并通過適當(dāng)激勵獲得預(yù)定輻射特性的特殊天線。在陣列天線的基本分析和綜合中，先假設(shè)陣列單元上的電流或場與所加的激勵成比例，陣列掃描時單元的激勵不變，即不考慮單元在陣列中的互耦，然后再專門研究陣列天線互耦影響的計算及其弱化和補(bǔ)償方法。從結(jié)構(gòu)上分析，天線陣列有線陣、面陣、體陣之分，本文以線陣為例，研究天線陣列單元間距、饋電幅度等參數(shù)變化對陣列輻射特性的影響，并將其以基于Matlab編程的友好UI界面形式展現(xiàn)給聽課的學(xué)生?！ ”疚闹?，以陣列單元按照Talyor形式饋電為例，編寫了Ma
8、tlab程序并形成了可視化軟件，見圖1。在界面中輸入線陣計算所需參數(shù)，即可繪出陣元饋電幅度分布、陣列輻射方向圖等關(guān)心的關(guān)鍵指標(biāo)?！ √├贞嚵懈鲉卧罘龋骸 n（p）=1+2■Sn（m）cos（mp） 其中： 設(shè)計時根據(jù)副瓣電平指標(biāo)要求，選
