基于LabVIEW和MATLAB联合编程的天线仿真实验程序设计

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天线作为无线电信号收发设备,被广泛用于通信、智能控制系统、机器人控制系统中。而天线与微波技术作为信息类专业的一门重要课程,有课程难度大、公式多、概念抽象等特点。而传统天线与微波技术教学偏于理论性,缺乏互动及难点问题的图形化演示,不利于学生对抽象概念的理解。MATLAB具有强大的计算功能,常用在通信系统仿真、图像处理、电磁场数值仿真等研究中;LabVIEW软件可进行可视化图形界面实时编程,常用于硬件的连接和界面的设计,有图形化仪表界面的优势。LabVIEW中的MATLAB Script等模块可调用MATLAB程序及函数。因此本文借助LabVIEW与MATLAB,搭建了一个天线仿真平台。该仿真平台包含了常见线天线、面天线、环天线、阵列天线的仿真实验。在每个天线的实验界面可以自由输入振子电长度、阵元间距、激励电流相位差、等基本天线参数,得到天线的二维方向图、三维方向图、增益变化关系图等结果。针对在线实验的需求,利用LabVIEW实现了Web发布,并结合VNN(Virtual Native Network,虚拟局域网)技术实现了在不同网段的访问。论文第一章为绪论,第二章介绍了搭建平台所运用到的主要技术,第三章介绍了平台用户界面及实现过程,第四章结合天线理论进行了实践操作,达到了预期的实验结果。实践证明,基于LabVIEW与MATLAB联合编程的天线仿真实验平台的搭建提升了天线与微波技术课程交互性,能够加强学生对天线课程难点及抽象性问题的理解与认知。总之,论文结合MATLAB函数计算功能和LabVIEW图形化界面的优势,建立在线天线仿真实验平台,对提升微波与天线课程的教学演示效果和交互性具有实际意义。
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