基于MATLAB的均匀阵列方向图可视化工具

资 源 简 介

本项目提供均匀线列阵与均匀圆阵的方向图计算与可视化功能，支持自定义阵列参数与扫描角度，可切换极坐标和直角坐标显示，适用于天线阵列分析与教学演示。

详 情 说 明

基于MATLAB的均匀线列阵与均匀圆阵方向图绘制系统

项目介绍

本项目是一个基于MATLAB开发的阵列天线方向图分析与可视化系统，专门用于均匀线列阵（ULA）和均匀圆阵（UCA）的方向图计算、显示和对比分析。系统采用阵列信号处理算法，实现从阵列参数输入到方向图可视化的完整流程，为天线设计、波束形成研究提供直观的工具支持。

功能特性

均匀线列阵（ULA）方向图功能

• 参数调节：支持阵元数量、单元间距、工作波长等核心参数的灵活配置
• 多角度扫描：可设置不同的主波束指向角度，观察方向图变化
• 双坐标显示：提供极坐标和直角坐标两种可视化方式，满足不同分析需求

均匀圆阵（UCA）方向图功能

• 圆形阵列配置：支持阵元数量、圆半径、波长等参数的设置
• 三维剖面显示：将三维方向图转换为二维剖面进行直观展示
• 多角度观察：支持方位角与俯仰角的调整，全面分析方向图特性

对比分析功能

• 同步显示：可同时展示两种阵列的方向图进行对比
• 性能参数对比：自动计算并对比半功率波束宽度（HPBW）、第一旁瓣电平（SLL）等关键指标
• 特性分析：直观展示不同阵列结构的波束形成特性差异

使用方法

1. 参数设置：在MATLAB环境中运行主程序，根据提示输入阵列参数：

- 线列阵：阵元数N、单元间距d、波长λ - 圆阵：阵元数M、圆半径R、波长λ - 扫描角度：主波束指向角度θ₀

1. 可视化选择：选择所需的显示方式：

- 坐标类型：极坐标或直角坐标 - 显示范围：角度范围设置 - 分辨率：方向图计算精度

1. 结果分析：系统将输出：

- 方向图函数数据（归一化幅度响应） - 二维可视化图形 - 关键性能参数（HPBW、SLL、方向性系数）

系统要求

• 软件环境：MATLAB R2018b或更高版本
• 必要工具箱：信号处理工具箱、图形绘制基础功能
• 硬件配置：至少4GB内存，支持图形显示

文件说明

主程序文件整合了系统的核心功能，包括阵列参数输入界面、方向图计算算法、可视化生成模块以及性能分析组件。该文件实现了用户交互接口，能够处理不同类型的阵列配置需求，完成方向图函数的数学计算，并生成多种格式的图形输出。同时，内置了参数对比分析逻辑，可自动提取并显示关键性能指标，为用户提供全面的阵列特性评估。