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ＭＡＴＬＡＢ仿真Ｖ形振子的相关数据 电流 方向性图

clc;clear all;close all;
w=2*pi*3e8; % 频率
E=8.854e-12;% 真空介电常数
u=pi*4e-7;% 磁导率
eta=120*pi;% 自由空间的波阻抗
lm=1;% 波长
k=2*pi/lm;% 波数
l=0.5*lm;% 天线长度为半波长
a=0.0000005;% 天线半径
N=31;% 分段数
div=l/(N+1);% 单位长度
alpha=pi/2;%半张角
for mm=1:((N+1)/2)          
    for nn=1:((N+1)/2)     
        R(mm,nn)=abs(div*(mm-nn));
    end
end
for mm=1:((N+1)/2)
    for nn=((N+3)/2):N 
        R(mm,nn)=div*sqrt((N/2+1/2-mm)^2+(nn-(N+1)/2)^2-2*((N+1)/2-mm)*(nn-(N+1)/2)*cos(2*alpha));
    end
end
for mm=((N+3)/2):N       
    for nn=((N+3)/2):N 
        R(mm,nn)=abs(div*(mm-nn));
    end
end
for mm=((N+3)/2):N 
    for nn=1:((N+1)/2)
        R(mm,nn)=div*sqrt((mm-(N+1)/2)^2+((N+1)/2-nn)^2-2*(mm-(N+1)/2)*((N+1)/2-nn)*cos(2*alpha));
    end
end
for mm=1:((N+1)/2)
    for nn=1:((N+1)/2)
        R1(mm,nn)=abs(div*(mm-nn+1));
    end
end
for mm=1:((N-1)/2)
    for nn=((N+3)/2):N
        R1(mm,nn)=div*sqrt((N/2-mm)^2+(nn-N/2-1)^2-2*(N/2-mm)*(nn-N/2-1)*cos(2*alpha));
    end
end
for mm=((N+1)/2):N
    for nn=((N+3)/2):N
        R1(mm,nn)=abs(div*(mm-nn+1));
    end
end
for mm=((N+3)/2):N
    for nn=1:((N+1)/2)
        R1(mm,nn)=div*sqrt((mm-N/2)^2+(N/2+1-nn)^2-2*(mm-N/2)*(N/2+1-nn)*cos(2*alpha));
    end
end
for mm=1:((N+1)/2)
    for nn=1:((N-1)/2)
        R2(mm,nn)=abs(div*(mm-nn-1));
    end
end
for mm=1:((N+1)/2)
    for nn=((N+1)/2):N
        R2(mm,nn)=div*sqrt((N/2+1-mm)^2+(nn-N/2)^2-2*(N/2+1-mm)*(nn-N/2)*cos(2*alpha));
    end
end
for mm=((N+3)/2):N
    for nn=1:((N-1)/2)
        R2(mm,nn)=div*sqrt((mm-N/2-1)^2+(N/2-nn)^2-2*(mm-N/2-1)*(N/2-nn)*cos(2*alpha));
    end
end
for mm=((N+3)/2):N
    for nn=((N+1)/2):N
         R2(mm,nn)=abs(div*(mm-nn-1));
     end
end
for mm=1:N
    for nn=1:N
        if mm==nn
            Fi(mm,nn)=log(div/a)/(2*pi*div)-j*k/(4*pi);
        else
            Fi(mm,nn)=exp(-j*k*R(mm,nn))/(4*pi*R(mm,nn));
        end
    end
end
for mm=1:N
    for nn=1:N
        if mm==nn-1
            Fi1(mm,nn)=log(div/a)/(2*pi*div)-j*k/(4*pi);
        else
            Fi1(mm,nn)=exp(-j*k*R1(mm,nn))/(4*pi*R1(mm,nn));
        end
    end
end
for mm=1:N
    for nn=1:N
        if mm==nn+1
            Fi2(mm,nn)=log(div/a)/(2*pi*div)-j*k/(4*pi);
        else
            Fi2(mm,nn)=exp(-j*k*R2(mm,nn))/(4*pi*R2(mm,nn));
        end
    end
end
for mm=1:N
    for nn=1:N
        Z(mm,nn)=j*w*u*div*div*Fi(mm,nn)+(2*Fi(mm,nn)-Fi1(mm,nn)-Fi2(mm,nn))/(j*w*E);
    end
end
V=zeros(N,1);
V((N+1)/2,1)=1;
I_n=inv(Z)*V;%计算电流矩阵
I_temp=zeros(N+2,1);
for mm=1:N
    I_temp(mm+1,1)=I_n(mm,1);
end
mm=0:N+1;
plot(mm,abs(I_temp),'r');
grid off;
title('夹角天线的电流分布图');
xlabel('分段数');
ylabel('电流')
Z_in=1/I_n((N+1)/2,1)
for mm=1:N   %计算各点到原点的距离
    L_n(mm,1)=((N+1)/2-mm)*div;
end
syms thet fai;
for mm=0:pi/10:pi
   fai=mm;
   for nn=1:N
       Enn(1,nn)=-j*w*u*exp(-j*k)*div*(cos(alpha)*cos(thet)*sin(fai)-sin(alpha)*sin(thet)+cos(alpha)*cos(fai))*exp(j*k*L_n(nn,1)*(cos(alpha)*sin(thet)*sin(fai)+sin(alpha)*sin(thet)))/(4*pi);
   end
   for nn=1:N
      E_n(1,nn)=subs(Enn(1,nn),{thet},pi/2);%计算电场中的极值点
  end
E_r=Enn*I_n;
E_max=E_n*I_n;%计算增益系数
G=4*pi*(abs(E_max))^2/(eta*real(Z_in)*(abs(I_n((N+1)/2,1)))^2);
F=abs(E_r)/abs(E_max);
end
figure;
ezpolar(F) %画垂直方向性图
title('夹角天线的E面方向性图');