基于MATLAB的UPA天线三维极化图仿真系统

资 源 简 介

本项目利用MATLAB仿真单路径场景下128元UPA天线阵列与8个射频链路的极化特性，生成三维极化状态图并分析极化椭圆、主极化方向及轴比等参数，为天线设计提供可视化工具。

详 情 说 明

基于UPA天线的单路径三维极化图仿真系统

项目介绍

本项目是一个MATLAB仿真系统，专门用于模拟单用户设备在单传播路径下，通过128元均匀平面阵列(UPA)天线和8个射频链路的极化特性。系统能够精确计算并可视化天线的三维极化状态，提供极化椭圆、主极化方向和轴比等关键参数的完整分析，为天线极化性能评估提供直观的工具支持。

功能特性

• UPA天线阵列建模：支持8×16排布的128元UPA阵列配置，可自定义单元间距和工作频率
• 波束成形处理：集成8个射频链路的相位/幅度权重向量控制
• 极化状态分析：基于Jones矢量计算主极化与交叉极化分量
• 三维可视化：生成交互式球形极化图，支持多角度观察
• 参数计算：自动输出倾角、椭圆度、轴比等极化椭圆参数
• 性能指标：提供极化纯度、增益分布、极化效率等量化指标

使用方法

1. 在main.m中设置天线阵列参数（阵列结构、单元间距、工作频率）
2. 配置射频链路权重向量（8个链路的相位和幅度）
3. 输入单路径信道参数（到达角方位角/俯仰角、极化散射矩阵）
4. 运行主程序生成三维极化图和分析报告
5. 通过交互界面旋转、缩放查看不同角度的极化状态

系统要求

• MATLAB R2020a或更高版本
• 必需工具箱：信号处理工具箱、图像处理工具箱
• 推荐内存：8GB及以上
• 操作系统：Windows 10/11，Linux或macOS

文件说明

主程序文件实现了系统的核心仿真流程，包括天线阵列的初始化构建、波束成形权重的配置应用、信道参数的导入处理、极化状态的计算分析以及三维可视化图形的生成渲染。该文件整合了Jones矢量处理算法和球坐标转换模块，能够完成从参数输入到结果输出的完整仿真链条，并包含用户交互界面的控制功能。