用MATLAB绘制均匀线列阵和均匀圆阵的方向图

资 源 简 介

用MATLAB绘制均匀线列阵和均匀圆阵的方向图

详 情 说 明

绘制均匀线列阵和均匀圆阵的方向图是阵列信号处理中的基础内容，可用于分析阵列天线的辐射特性或声学传感器的指向性。MATLAB因其强大的矩阵运算和可视化功能，非常适合此类任务。

### 均匀线列阵方向图 均匀线列阵由等间距排列的阵元组成。方向图的绘制通常涉及以下步骤： 阵元间距与波长关系：确定阵元间距d与信号波长λ的比例（通常取d=λ/2以避免栅瓣）。 波束方向计算：通过调整各阵元的相位差控制主瓣方向，相位差由入射角度θ决定。 方向图合成：将所有阵元的响应叠加，利用幅度加权（如均匀加权）生成方向图。

方向图呈现周期性，主瓣宽度与阵元数量成反比，旁瓣电平取决于加权方式。

### 均匀圆阵方向图 均匀圆阵的阵元等角度分布在圆周上，其方向图特点如下： 对称性：圆阵具有旋转对称性，方向图在方位角上通常更均匀。 波束形成：需通过二维相位补偿控制波束的俯仰角和方位角。 极化处理：若涉及电磁仿真，需考虑阵元的极化特性。

圆阵方向图的主瓣呈圆锥形，旁瓣结构较线阵更复杂，常用极坐标或三维曲面图可视化。

### MATLAB实现要点 线列阵：通过`cosθ`生成相位延迟，使用`fft`或直接叠加计算方向性。 圆阵：需转换为直角坐标计算阵元位置，结合贝塞尔函数分析远场特性。 绘图工具：`polarplot`用于极坐标显示，`surf`或`patternCustom`（Phased Array工具箱）支持三维方向图。

通过调整阵元数、半径或间距，可直观观察方向图主瓣变窄、旁瓣抑制等效果，适用于雷达、声呐等系统设计验证。