Графики ДН в 3D

@Dimast · Регистрация: 20.02.2013

Author24 — интернет-сервис помощи студентам

Добрый день!
Подскажи пожалуйста, почему не определяется функция при построении графика в 3d, ведь она же задана выше...
(это про Dn1 и Dn2)? Я опять наверно что-то напутал...

График должен получиться вот такого типа:

И, опять возникает вопрос...
Там на графике выделены полосы... Они получаются при вычислении функции sin(x)./x при x=0.
Я пробовал устронить эти пустоты функцией fplot, но ничего не получилось...
Как их убрать?

Matlab M

clear all
clc
 
lym=0.1;
% lym- длина волны
m=4;
n=4;
% где m-число излучателей по оси x, n-число излучателей по оси y
N = m*n;
% N-кол-во излучателей
dx=0.7*lym;
dy=0.7*lym;
% где dx,dy шаг решётки по оси x и y
k=2*pi/lym;
% k-волновое число
deltapsix=0;
deltapsiy=0;
ksix=deltapsix/(k*dx);
ksiy=deltapsiy/(k*dy);
% где ksix,ksiy-коэффициенты замедления
theta = -90:90;
fi1=0; fi2=pi/2; 
% fi1=0-для плоскости XOZ,fi2=pi/2-для плоскости YOZ
p=k*dx/2; o=(sind(theta))*cosd(fi1); o2=(sind(theta))*cosd(fi2);
p2=k*dy/2;
alfa=p*(o-ksix);
alfa2=p*(o2-ksix);
beta=p2*(o-ksiy);
beta2=p2*(o2-ksiy);
% где alfa и beta -обобщённые аргументы
a=sind(m*alfa); b=sind(alfa); c=sind(n*beta); d=sind(beta);
a1=sind(m*alfa2); b1=sind(alfa2); c1=sind(n*beta2); d1=sind(beta2);
Fp1=(a./b).*(c./d);
Fp2=(a1./b1).*(c1./d1);
% где Fp1,2 - множитель направленности антенной решётки
F1=cosd(theta).^8;
% где F1-комплексная векторная хар-ка направленности изотропного излучателя
Dn1=F1.*Fp1;
Dn2=F1.*Fp2;
DnN1=Dn1/max(max(Dn1))
DnN2=Dn2/max(max(Dn2))
% Dn1,2- ДН ФАР в плоскости XOZ и YOZ
plot(theta,DnN1,'*r',theta,DnN2,'ob'); grid
 
 
% Dn1 - ДН ФАР в 3D
z=Dn1;
[alfa beta] = meshgrid(-90:90);
z=z/max(max(z));
surf(alfa,beta,z,'FaceAlpha',0.5)
shading interp
xlabel('alfa')
ylabel('beta')
zlabel('z')
 
 
% Dn2 - ДН ФАР в 3D
[alfa beta] = meshgrid(-90:90);
z2=Dn2;
z2=z2/max(max(z2));
surf(alfa2,beta2,z2,'FaceAlpha',0.5)
shading interp
xlabel('alfa2')
ylabel('beta2')
zlabel('z2')

Зосима · 26.02.2013, 12:12

Дружочек, дык z должно быть матрицей!

Это я подправил.

Чтобы убрать разрывы в нуле, нужно ввести проверку или вручную вставлять значения в массив, но я тебе воспользуюсь встроенной ф-цией sinc (описание)

Единственное, его пришлось чуток преобразовать:

$https://www.cyberforum.ru/cgi-bin/latex.cgi?\frac{sin(na)}{sin(a)} = \frac{n \cdot sin(na)}{na} \frac{a}{sin(a)} = \frac{ n \cdot \mathrm{sinc}(na)}{\mathrm{sinc}(a)}$

И углы перевести в радианы (строки 31, 32), т.к. sinc понимает только радианы

Тогда программа станет:

Matlab M

clear all
clc
 
lym=0.1;
% lym- длина волны
m=4;
n=4;
% где m-число излучателей по оси x, n-число излучателей по оси y
N = m*n;
% N-кол-во излучателей
dx=0.7*lym;
dy=0.7*lym;
% где dx,dy шаг решётки по оси x и y
k=2*pi/lym;
% k-волновое число
deltapsix=0;
deltapsiy=0;
ksix=deltapsix/(k*dx);
ksiy=deltapsiy/(k*dy);
% где ksix,ksiy-коэффициенты замедления
theta = -90:90;
fi1 = 0; fi2= 80;
% fi1=0-для плоскости XOZ,fi2=pi/2-для плоскости YOZ
p=k*dx/2; o=(sind(theta)).*cosd(fi1); o2=(sind(theta)).*cosd(fi2);
p2=k*dy/2;
alfa=p*(o-ksix);
alfa2=p*(o2-ksix);
beta=p2*(o-ksiy);
beta2=p2*(o2-ksiy);
% где alfa и beta -обобщённые аргументы
alfa= deg2rad(alfa); beta = deg2rad(beta);
alfa2 = deg2rad(alfa2); beta2 = deg2rad(beta2);
 
Fp1 = (m*sinc(m*alfa)./sinc(alfa)).*(n*sinc(n*beta)./sinc(beta));
Fp2 = (m*sinc(m*alfa2)./sinc(alfa2)).*(n*sinc(n*beta2)./sinc(beta2));
% где Fp1,2 - множитель направленности антенной решётки
F1=cosd(theta).^8;
% где F1-комплексная векторная хар-ка направленности изотропного излучателя
Dn1=F1.*Fp1;
Dn2=F1.*Fp2;
DnN1 = Dn1/max(max(Dn1));
DnN2 = Dn2/max(max(Dn2));
% Dn1,2- ДН ФАР в плоскости XOZ и YOZ
plot(theta,DnN1,'*r',theta,DnN2,'ob'); grid
xlim([-90 90])
 
% ДН ФАР в 3D
z = Dn1'*Dn2;
[alfa, beta] = meshgrid(-90:90);
z=z/max(max(z));
figure
surf(alfa,beta,z,'FaceAlpha',0.5)
shading interp
xlabel('\alpha')
ylabel('\beta')
zlabel('z')
xlim([-90 90])
ylim([-90 90])

*гладенькое, как яичко!

@Dimast · 26.02.2013, 13:30 **[ТС]**

Спасибо большое!!!!!!

У меня ещё один вопрос...
Я сейчас пробую это всё построить в сферической системе координа... Мне это лучше делать через полярную систему или сразу?

Добавлено через 56 минут
А там нельзя сделать два отдельных графика (для Dn1 и Dn2), просто при их произведении получается ни совсем то, что надо?
Я использовал раньше формулу (sin(m*alfa)./sin(alfa)).*((sin(n*beta)./sin(beta)) напрямую в 3D, но при изменении параметров в основном коде на 3D график это не влияло...
Вот и решил их связать, а как z=Dn1 записать матрицей не знаю...

Подскажи пожалуйста.
Может посоветуешь какую-нибудь литературу по matlab, а то в инете полно всего, но почти всё безполезно...

Зосима · 26.02.2013, 14:31

а ты не замечаешь, что выражение Z(alfa,betta) уже расчитано в полярной системе

Двумерные кривые Dn1 Dn2 можно изобразить в полярной системе: polar(theta*pi/180, Dn1) (описание)
А вот для объемных поверхностей, такой сферической системы координат нет

Поэтому поверхность оставляй как есть!

Добавлено через 2 минуты

Сообщение от Dimast

как z=Dn1 записать матрицей не знаю...

Это можно сделать так:

Matlab M

1 2	z1 = Dn1'ones(size(Dn2)); z2 = ones(size(Dn1'))Dn2;

Вот только оно уже не будет в виде колокольчика

@Dimast · 26.02.2013, 18:15 **[ТС]**

Я думаю ты прав про произведение Dn1 и Dn2...
Только там пропадают почему-то боковые лепестки

Конечно их может и не должно быть для этого случая, но я это ещё уточню в университете...
А про системы координат ты АБСОЛЮТНО прав!

@Dimast · 27.02.2013, 12:06 **[ТС]**

Доброго времени суток!
Подскажи пожалуйста, у меня получится из моих вычислений построить график такого типа?

А потом это всё и в 3D?

Зосима · 27.02.2013, 12:56

Двумерный получится, а вот с 3D...

придется крепко полюбиться...
.
..
...
*люблюсь*
....
.....
......!

получилось!

Matlab M

clear all
clc
 
lym=0.1;
% lym- длина волны
m=4;
n=4;
% где m-число излучателей по оси x, n-число излучателей по оси y
N = m*n;
% N-кол-во излучателей
dx=0.7*lym;
dy=0.7*lym;
% где dx,dy шаг решётки по оси x и y
k=2*pi/lym;
% k-волновое число
deltapsix=0;
deltapsiy=0;
ksix=deltapsix/(k*dx);
ksiy=deltapsiy/(k*dy);
% где ksix,ksiy-коэффициенты замедления
theta = -90:5:90;
fi1 = 0; fi2= 80;
% fi1=0-для плоскости XOZ,fi2=pi/2-для плоскости YOZ
p=k*dx/2; o=(sind(theta)).*cosd(fi1); o2=(sind(theta)).*cosd(fi2);
p2=k*dy/2;
alfa=p*(o-ksix);
alfa2=p*(o2-ksix);
beta=p2*(o-ksiy);
beta2=p2*(o2-ksiy);
% где alfa и beta -обобщённые аргументы
alfa= deg2rad(alfa); beta = deg2rad(beta);
alfa2 = deg2rad(alfa2); beta2 = deg2rad(beta2);
 
Fp1 = (m*sinc(m*alfa)./sinc(alfa)).*(n*sinc(n*beta)./sinc(beta));
Fp2 = (m*sinc(m*alfa2)./sinc(alfa2)).*(n*sinc(n*beta2)./sinc(beta2));
% где Fp1,2 - множитель направленности антенной решётки
F1=cosd(theta).^8;
% где F1-комплексная векторная хар-ка направленности изотропного излучателя
Dn1=F1.*Fp1;
Dn2=F1.*Fp2;
DnN1 = Dn1/max(max(Dn1));
DnN2 = Dn2/max(max(Dn2));
% Dn1,2- ДН ФАР в плоскости XOZ и YOZ
subplot(2,2,1)
polar(theta*pi/180,DnN1,'r'), grid on
title('ДН ФАР в плоскости XOZ')
 
subplot(2,2,2)
polar(theta*pi/180,DnN2,'b'), grid on
title('ДН ФАР в плоскости YOZ')
 
 
% ДН ФАР в 3D
z = Dn1'*Dn2;
[alfa, beta] = meshgrid(theta);
z=z/max(max(z));
% пререводим из сферических координат в декартовы
[Z,X,Y] = sph2cart(alfa*pi/180, beta*pi/180, z);
subplot(2,2,[3 4])
surf(X,Y,Z,'FaceAlpha',0.5)
%shading interp
xlabel('\alpha')
ylabel('\beta')
zlabel('z')

Вообщем-то не так страшно как оказалось

применил перевод из сферической систвемы в декартову sph2cart
(думаю, ты понял, что alfa*pi/180 просто переводит углы в радианы)
Объединил все в одном окне.

*для красоты я уменьшил шаг угла, оставил сетку на поверхности и растянул окно с графиками

**Кроме того ставил угол от -180 до 180, но боковых лепестков не видно

@Dimast · 27.02.2013, 13:01 **[ТС]**

Спасибо огромное за помощь!
Сейчас буду долго разбираться с этим кодом...

Зосима · 27.02.2013, 13:08

дык, код практически не менялся!

просто добавил polar для рисования 2D диаграммы и sph2cart для рисования 3D диаграммы

@Dimast · 04.03.2013, 18:58 **[ТС]**

Доброго времени суток.
Подскажи пожалуйста, возможно ли в матлабе построить функцию от -9*pi до 9*pi, как на рисунке???

Заранее, очень благодарен!

Я тут попытался сделать сам... и почему-то графики получаются до 3
Как правильно задать интервал?

Matlab M

% Анализ МНАР в главных плоскостях ДН
m=7;
ksix=0;
lym=1;
k=2*pi/lym;
dx=0.7;
p3=k*dx/2;
theta2 = (-1620:1620)/180*pi
alfa3=p3*(sin(theta2)-ksix);
Fp4=sin(m*alfa3);
Fp4=abs(Fp4);
Fp5=sin(alfa3);
Fp5=abs(Fp5);
Fp6=sin(m*alfa3)./m*sin(alfa3);
Fp6=abs(Fp6);
theta2 = theta/pi*180;
plot(alfa3,Fp4,alfa3,Fp5,alfa3,Fp6); grid

Я тут ещё часок голову поломал и сделал сам...
может кому-то код пригодится...
вроде всё соответствует картинке.

Matlab M

m=7;
ksix=0;
lym=1;
k=2*pi/lym;
dx=1;
p3=k*dx/2;
alfa3= (-1620:1620)/180*pi;
Fp4=sin(m*alfa3);
Fp4=abs(Fp4);
Fp5=sin(alfa3);
Fp5=abs(Fp5);
Fp6=(sin(m*alfa3))./(m*sin(alfa3));
Fp6=abs(Fp6);
alfa3=m*alfa3/pi*180;
plot(alfa3,Fp4); grid
xlim([-1620 1620])
plot(alfa3,Fp5); grid
xlim([-1620 1620])
plot(alfa3,Fp6); grid
xlim([-1620 1620])
plot(alfa3,Fp4,alfa3,Fp5,alfa3,Fp6); grid
xlim([-1620 1620])

@acstc · 13.10.2016, 23:14

пожалуй подниму тему)

ХН, а именно ее гр представление ДН в 3Д строиться по разному в маткаде и матлабе...уже голову сломал почему так...

в матлабе появляется непонятный лепесток

Прошу помочь!
Зосима, уже помогал здесь, но и по примеру не могу понять в чем дело...

Matlab M

%Определить выражение для ХН АА, слагающейся из круговых поршней с радиусом
%r. Поршни размещены в плоскости XOY. Расстояние между геометрическими
%центрами d. Необходимо рассмотреть пересечения ХН для YOZ. Направление
%копенсации theta=0, phi=90. Использовать теорему умножения.
 
clc
clear
close all
 
N=5; %количество элементов антенны
r=0.075;%радиус элемента
d=0.3; %расстояние между элементами
f=5*10^3; 
c=1500; %среда
k=2*pi*f/c;
d/(c/f)
theta = 0:1:360;
phi = 0:1:360;
 
theta0 = 0 * ones(1,length(theta));
phi0 = 0 * ones(1,length(theta));
 
[theta, phi] = meshgrid (theta, phi);
[theta0, phi0] = meshgrid (theta0, phi0);
 
 
u = k * r.*sqrt( sind(theta).^2 + sind(theta0).^2 - 2.*sind(theta).*sind(theta0).*cosd(phi - phi0) );
Del = abs((2.*besselj(1,u))./u); %ХН одного элемента
 
X = pi*(d/(c/f)).*( sind(theta).*sind(phi) - sind(theta0).*sind(phi0)); %????
Dr = abs(sin(N.*X)./(N.*sin(X))); %ХН решетки (=эквивалентной прямолинейной...)
Del(isnan(Del))=1;
Dr(isnan(Dr))=1;
D = Del .* Dr;
D(isnan(D))=1;
[x, y, z] = sph2cart(deg2rad(theta), deg2rad(phi), D);
figure;
surf(x, y, z)
shading interp

@Tipylia · 04.02.2021, 22:22

Здравствуйте нужна помощь с моделированием ДН

@VSI · 05.02.2021, 19:40

Tipylia, в чем КОНКРЕТНО нужна помощь?

@Tipylia · 05.02.2021, 23:19

Сорян что коннкретно не обозначил проблему del. Нужно смоделировать ДН кольцевой антенной решетки из 5ти элементов монополей на плоской и цилиндрической поверхности поверхнности как коннечной длины так и бесконечной. А так же знает ли кто нибудь как применять диаграмые функционалы для оптимизации ДН антенн?

@Centurio · 06.02.2021, 06:46

Сообщение от Tipylia

хотел в личку пообщаться

Правила:
4.12. Не стоит просить или предлагать выслать ответ в icq, e-mail и другие средства общения. Эта просьба все равно не будет выполнена, а сообщение будет отредактировано модератором.

@Dimast 13 / 3 / 0 Регистрация: 20.02.2013 Сообщений: 94
	26.02.2013, 13:30 [ТС]	3
	Спасибо большое!!!!!! У меня ещё один вопрос... Я сейчас пробую это всё построить в сферической системе координа... Мне это лучше делать через полярную систему или сразу? Добавлено через 56 минут А там нельзя сделать два отдельных графика (для Dn1 и Dn2), просто при их произведении получается ни совсем то, что надо? Я использовал раньше формулу (sin(malfa)./sin(alfa)).((sin(n*beta)./sin(beta)) напрямую в 3D, но при изменении параметров в основном коде на 3D график это не влияло... Вот и решил их связать, а как z=Dn1 записать матрицей не знаю... Подскажи пожалуйста. Может посоветуешь какую-нибудь литературу по matlab, а то в инете полно всего, но почти всё безполезно... 0

@Dimast 13 / 3 / 0 Регистрация: 20.02.2013 Сообщений: 94
	26.02.2013, 18:15 [ТС]	5
	Я думаю ты прав про произведение Dn1 и Dn2... Только там пропадают почему-то боковые лепестки Конечно их может и не должно быть для этого случая, но я это ещё уточню в университете... А про системы координат ты АБСОЛЮТНО прав! 0

@Dimast 13 / 3 / 0 Регистрация: 20.02.2013 Сообщений: 94
	27.02.2013, 12:06 [ТС]	6
	Доброго времени суток! Подскажи пожалуйста, у меня получится из моих вычислений построить график такого типа? А потом это всё и в 3D? 0

@Dimast 13 / 3 / 0 Регистрация: 20.02.2013 Сообщений: 94
	27.02.2013, 13:01 [ТС]	8
	Спасибо огромное за помощь! Сейчас буду долго разбираться с этим кодом... 0

Зосима 5241 / 3569 / 379 Регистрация: 02.04.2012 Сообщений: 6,473 Записей в блоге: 17
	27.02.2013, 13:08	9
	дык, код практически не менялся! просто добавил polar для рисования 2D диаграммы и sph2cart для рисования 3D диаграммы 1

@Tipylia 0 / 0 / 0 Регистрация: 18.11.2020 Сообщений: 4
	04.02.2021, 22:22	12
	Здравствуйте нужна помощь с моделированием ДН 0

@VSI Модератор $Эксперт по математике/физике$ 5241 / 4027 / 1385 Регистрация: 30.07.2012 Сообщений: 12,282
	05.02.2021, 19:40	13
	Tipylia, в чем КОНКРЕТНО нужна помощь? 0

@Tipylia 0 / 0 / 0 Регистрация: 18.11.2020 Сообщений: 4
	05.02.2021, 23:19	14
	Сорян что коннкретно не обозначил проблему del. Нужно смоделировать ДН кольцевой антенной решетки из 5ти элементов монополей на плоской и цилиндрической поверхности поверхнности как коннечной длины так и бесконечной. А так же знает ли кто нибудь как применять диаграмые функционалы для оптимизации ДН антенн? 0

@Centurio Модератор 1697 / 1550 / 519 Регистрация: 13.09.2015 Сообщений: 5,366
	06.02.2021, 06:46	15
	Сообщение от Tipylia хотел в личку пообщаться Правила: 4.12. Не стоит просить или предлагать выслать ответ в icq, e-mail и другие средства общения. Эта просьба все равно не будет выполнена, а сообщение будет отредактировано модератором. 0