vc++绘制天线方向图共12页.docx
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vc++绘制天线方向图共12页
题目：
VC++绘制天线辐射方向图
学院：
信息工程学院
分组：
4
成员：
钟信星（20190608521107）
张红梅（20190608100005）
指导老师：
张晓燕
提交日期：
2019年6月30日
电磁场与计算机辅助设计期末课程设计
数据提交：
论文PPT程序代码
其实,任何一门学科都离不开死记硬背,关键是记忆有技巧,“死记”之后会“活用”。
不记住那些基础知识,怎么会向高层次进军?
尤其是语文学科涉猎的范围很广,要真正提高学生的写作水平,单靠分析文章的写作技巧是远远不够的,必须从基础知识抓起,每天挤一点时间让学生“死记”名篇佳句、名言警句,以及丰富的词语、新颖的材料等。
这样,就会在有限的时间、空间里给学生的脑海里注入无限的内容。
日积月累,积少成多,从而收到水滴石穿,绳锯木断的功效。
考查成绩
“师”之概念，大体是从先秦时期的“师长、师傅、先生”而来。
其中“师傅”更早则意指春秋时国君的老师。
《说文解字》中有注曰：
“师教人以道者之称也”。
“师”之含义，现在泛指从事教育工作或是传授知识技术也或是某方面有特长值得学习者。
“老师”的原意并非由“老”而形容“师”。
“老”在旧语义中也是一种尊称，隐喻年长且学识渊博者。
“老”“师”连用最初见于《史记》，有“荀卿最为老师”之说法。
慢慢“老师”之说也不再有年龄的限制，老少皆可适用。
只是司马迁笔下的“老师”当然不是今日意义上的“教师”，其只是“老”和“师”的复合构词，所表达的含义多指对知识渊博者的一种尊称，虽能从其身上学以“道”，但其不一定是知识的传播者。
今天看来，“教师”的必要条件不光是拥有知识，更重于传播知识。
分组：
（4）姓名：
钟信星分工：
程序编写、答辩
这个工作可让学生分组负责收集整理,登在小黑板上,每周一换。
要求学生抽空抄录并且阅读成诵。
其目的在于扩大学生的知识面,引导学生关注社会,热爱生活,所以内容要尽量广泛一些,可以分为人生、价值、理想、学习、成长、责任、友谊、爱心、探索、环保等多方面。
如此下去,除假期外,一年便可以积累40多则材料。
如果学生的脑海里有了众多的鲜活生动的材料,写起文章来还用乱翻参考书吗?
评分标准
论文撰写
工作量
答辩质量
团队合作
总分
分值
10
50
20
20
100
得分
分组：
（4）姓名：
张红梅分工：
公式推导、论文撰写
评分标准
论文撰写
工作量
答辩质量
团队合作
总分
分值
10
50
20
20
100
得分
分组：
（X）姓名：
XXX分工：
例如：
程序编写、文献调研、论文撰写
评分标准
论文撰写
工作量
答辩质量
团队合作
总分
分值
10
50
20
20
100
得分
第一章天线介绍
天线是一种用来发射或接收无线电波或更广泛来讲——电磁波的电子器件。
天线应用于广播和电视、点对点无线电通信、雷达和太空探索等系统。
天线通常在空气和外层空间中工作，也可以在水下运行，甚至在某些频率下工作于土壤和岩石之中。
从物理学上讲，天线是一个或多个导体的组合，由它可因施加的交变电压和相关联交变电流而产生辐射的电磁场，或者可以将它放置在电磁场中，由于场的感应而在天线内部产生交变电流并在其终端产生交变电压。
基于特定三维（通常指水平或垂直）平面，可以把天线分为两大基本类型：
全向天线（在平面中均匀辐射）；定向天线（又称指向天线，在某方向辐射较多）。
在自由空间内，任何天线都向各个方向辐射能量，但是特定的架构会使天线在某个方向上获得较大方向性，而其它方向的能量辐射则可以忽略。
通过增加附加导体棒或线圈（称之为单元）并改变其长度、间距和方位（或者改变天线波束方向），可以制造出拥有既定特性的天线，如八木天线。
“天线阵列”或“天线阵”是指相当数量的有源天线共用源或负载来产生定向的天线辐射方向图。
天线的空间关系通常也会影响其方向性。
“有源单元”是指此天线单元的能量输出由该单元内部的能量源所决定（而不是仅由通过电路的信号能量）或者该单元能量输出的能量源由信号输入所控制。
“天线引入线”是在信号源和有源天线之间传输信号能量的传导装置（如传输线或馈线）。
它由有源天线延伸出来直达源。
“天线馈电”则是指有源天线和放大器之间的元件。
影响天线性能的临界参数有很多，通常在天线设计过程中可以进行调整，如谐振频率、阻抗、增益、孔径或辐射方向图、极化、效率和带宽等。
另外，发射天线还有最大额定功率，而接收天线则有噪声抑制参数。
谐振频率：
“谐振频率”和“电谐振”与天线的电长度相关。
电长度通常是电线物理长度除以自由空间中波传输速度与电线中速度之比。
天线的电长度通常由波长来表示。
天线一般在某一频率调谐，并在此谐振频率为中心的一段频带上有效。
但其它天线参数（尤其是辐射方向图和阻抗）随频率而变，所以天线的谐振频率可能仅与这些更重要参数的中心频率相近。
天线可以在与目标波长成分数关系的长度所对应的频率下谐振。
一些天线设计有多个谐振频率，另一些则在很宽的频带上相对有效。
最常见的宽带天线是对数周期天线，但它的增益相对于窄带天线则要小很多。
天线设计中，“增益”指天线最强辐射方向的天线辐射方向图强度与参考天线的强度之比取对数。
如果参考天线是全向天线，增益的单位为dBi。
比如，偶极子天线的增益为2.14dBi。
偶极子天线也常用作参考天线（这是由于完美全向参考天线无法制造），这种情况下天线的增益以dBd为单位。
天线增益是无源现象，天线并不增加激励，而是仅仅重新分配而使在某方向上比全向天线辐射更多的能量。
如果天线在一些方向上增益为正，由于天线的能量守恒，它在其他方向上的增益则为负。
因此，天线所能达到的增益要在天线的覆盖范围和它的增益之间达到平衡。
比如，航天器上碟形天线的增益很大，但覆盖范围却很窄，所以它必须精确地指向地球；而广播发射天线由于需要向各个方向辐射，它的增益就很小。
方向图：
是指离天线一定距离处，辐射场的相对场强随方向变化的曲线图，通常采用天线最大辐射方向上的两个相互垂直的平面方向图表示。
辐射方向图则是表示增益的三维图，但通常只考虑辐射方向图的水平和垂直二维截面。
高增益天线辐射方向图常伴有“副瓣”。
副瓣是指增益中除主瓣（增益最高“波束”）外的波束。
副瓣在如雷达等系统需要判定信号方向的时候，会影响天线质量，由于功率分配副瓣还会使主瓣增益降低。
带宽：
天线的带宽是指它有效工作的频率范围，通常以其谐振频率为中心。
天线带宽可以通过以下多种技术增大，如使用较粗的金属线，使用金属“网笼”来近似更粗的金属线，尖端变细的天线元件（如馈电喇叭中），以及多天线集成的单一部件，使用特性阻抗来选择正确的天线。
小型天线通常使用方便，但在带宽、尺寸和效率上有着不可避免的限制。
阻抗：
“阻抗”类似于光学中的折射率。
电波穿行于天线系统不同部分（电台、馈线、天线、自由空间）是会遇到阻抗差异。
在每个接口处，取决于阻抗匹配，电波的部分能量会反射回源，在馈线上形成一定的驻波。
此时电波最大能量与最小能量比值可以测出，称之为驻波比（SWR）。
驻波比为1:
1是理想情况。
1.5:
1的驻波比在能耗较为关键的低能应用上被视为临界值。
而高达6:
1的驻波比也可出现在相应的设备中。
极小化各处接口的阻抗差（阻抗匹配）将减小驻波比并极大化天线系统各部分之间的能量传输。
天线的复阻抗涉及该天线工作时的电长度。
通过调节馈线的阻抗，即将馈线当作阻抗变换器，天线的阻抗可以和馈线和电台相匹配。
更为常见的是使用天线调谐器、巴伦、阻抗变换器、包含电容和电感的匹配网络，或者如伽马匹配的匹配段。
本课设主要是使用C++绘制一种基本天线偶极子天线的其中一个性能参数----辐射方向图。
第二章VC++6.0编译环境介绍
VisualC++是一个功能强大的可视化软件开发工具。
自1993年Microsoft公司推出VisualC++1.0后，随着其新版本的不断问世，VisualC++已成为专业程序员进行软件开发的首选工具。
虽然微软公司推出了VisualC++（VisualC++7.0），但它的应用的很大的局限性，只适用于Windows2000,WindowsXP和WindowsNT4.0。
所以实际中，更多的是以VisualC++6.0为平台。
VisualC++6.0不仅是一个C++编译器，而且是一个基于Windows操作系统的可视化集成开发环境（integrateddevelopmentenvironment,IDE）。
VisualC++6.0由许多组件组成，包括编辑器、调试器以及程序向导AppWizard、类向导ClassWizard等开发工具。
这些组件通过一个名为DeveloperStudio的组件集成为和谐的开发环境。
VisualC++6.0，简称VC或者VC6.0，是微软推出的一款C++编译器，将“高级语言”翻译为“机器语言（低级语言）”的程序。
VisualC++是一个功能强大的可视化软件开发工具。
自1993年Microsoft公司推出VisualC++1.0后，随着其新版本的不断问世，VisualC++已成为专业程序员进行软件开发的首选工具。
虽然微软公司推出了VisualC++（VisualC++7.0），但它的应用有很大的局限性，只适用于Windows2000、WindowsXP和WindowsNT4.0。
所以实际中，更多的是以VisualC++6.0为平台。
VisualC++6.0由Microsoft开发,它不仅是一个C++编译器，而且是一个基于Windows操作系统的可视化集成开发环境（integrateddevelopmentenvironment，IDE）。
VisualC++6.0由许多组件组成，包括编辑器、调试器以及程序向导AppWizard、类向导ClassWizard等开发工具。
这些组件通过一个名为DeveloperStudio的组件集成为和谐的开发环境。
Microsoft的主力软件产品。
VisualC++是一个功能强大的可视化软件开发工具。
自1993年Microsoft公司推出VisualC++1.0后，随着其新版本的不断问世，VisualC++已成为专业程序员进行软件开发的首选工具。
虽然微软公司推出了VisualC++（VisualC++7.0），但它的应用的很大的局限性，只适用于Windows2000,WindowsXP和WindowsNT4.0。
所以实际中，更多的是以VisualC++6.0为平台。
VisualC++6.0以拥有“语法高亮”，自动编译功能以及高级除错功能而著称。
比如，它允许用户进行远程调试，单步执行等。
还有允许用户在调试期间重新编译被修改的代码，而不必重新启动正在调试的程序。
其编译及创建预编译头文件（stdafx.h）、最小重建功能及累加连结（link）著称。
这些特征明显缩短程序编辑、编译及连结的时间花费，在大型软件计划上尤其显著。
第三章辐射方向图
辐射方向图是天线发射或接受相对场强度的图形描述。
由于天线向三维空间辐射，需要数个图形来描述。
如果天线辐射相对某轴对称（如双极子天线、螺旋天线和某些抛物面天线），则只需一张方向图。
所谓天线方向图，是指在离天线一定距离处，辐射场的相对场强（归一化模值）随方向变化的图形，通常采用通过天线最大辐射方向上的两个相互垂直的平面方向图来表示，它由天线电磁场辐射决定。
对称偶极子天线是一种最基本天线，其远场区电磁场辐射公式：
E平面方向图即电场方向辐射图，且包含最大电场辐射方向，归一化方向函数为，H面方向图即磁场方向辐射图，且包含最大磁场辐射方向，归一化方向函数。
天线阵就是将
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