1. 研究目的与意义（文献综述）

近几年来，基于Internet的虚拟实验环境是目前研究的热点问题之一。虚拟仿真技术就是构造一个虚拟的系统来模拟真实的系统，使用户在虚拟系统中有不亚于真实系统的听觉、视觉等感觉，甚至模拟出在真实系统中肉眼不可见但却真实存在的系统特性。从开发技术上看，虚拟实验常采用的开发技术主要有Java、Quick Time的VR技术、VRML、ActiveX控件技术和Flash等。由于Java语言在平台无关性、安全性、健壮性及在网络编程方面的优点，使得Java技术成为了虚拟实验室的主流技术。Matlab 应用的范围很广，可以用在通讯方面、图像处理方面、计算生物学等许多领域 。Matlab这个软件除了能够作矩阵的运算，而且还可以绘制一些函数和数据，还能够创建客户界面，与别的软件联合仿真 等。Matlab 编程的效率高，扩展的能力强、交互性好。因而，Java 和 Matlab 的混合编程是能够很好的扬长避短的，能够更好的发挥它们自身的长处，所以，Java和Matlab 混合编程能应用到电磁场中，提供非常方便的在线实验。

电磁波可以用一条传输线来传送，然而，如果采用了天线那就不再需要任何的传输设备。对于收发路径R，它能量损失将和1/R^2成正比，至于采用传输线还是天线有很多因素要考虑。概括地说，低频短距通信中通常采用传输线，但是高频因其带宽具有更大的吸引力，随着距离的增大和频率的升高，采用传输线的能量损失和成本将变大，于是采用天线更加有利。研究天线性能能为我们生活带来许多便利。对称振子天线是一种经典的、迄今为止使用最广泛的天线, 特别是半波对称振子天线. 单个半波对称振子可单独使用或作为抛物面天线的馈源, 也可采用多个半波对称振子组成各种天线阵, 天线分析与设计的一个难点是复杂的数值计算与方向图的可视化输出, 而 Matlab 具备卓越的数值计算能力和强大的绘图功能, 已成为许多学科不可或缺的开发工具, 因此, 可以用于天线的分析及仿真设计。虚拟仿真是通过计算机仿真一个虚拟环境，可以让学生通过计算机来操作某一实验，将虚拟仿真技术运用于实践教学，可以节约成本，突破时空限制，操作简单，并且有效提高实验效果。本虚拟仿真实验将对对称振子天线进行设计与仿真分析，得到天线E/H面方向图，输入阻抗，辐射电阻等参数。

2. 研究的基本内容与方案

基本内容主要是在后台利用 Java 的反射机制调用 Matlab 的程序，并将产生的图像返回到前端 HTML 页面进行展现。在此过程中 Java 充当着调用的角色，而MATLAB主要起的作用是执行程序并 产生图像结果。在前端的管理页面管理员或老师可以对相应的实验和子实利用MATLAB构建一个虚拟的系统，输入天线的方向系数、辐射阻抗等参数，MATLAB在后头计算，最后通过web页面反馈出来。

此次虚拟仿真主要基于MATLAB和Java共同搭建虚拟实验平台实现对对称振子天线的仿真。虚拟实验平台分客户端和服务器端两部分，客服端采用Java applet技术和Java Bean组件技术分别开发用户实验操作平台，而服务器端主要是通过程序响应用户请求，调用MATLAB计算引擎进行计算，然后将参数返回给用户。在服务器端开发了Java应用程序的VLS来解决Java和MATLAB之间异种对象之间的通信，同时又为远程访问MATLAB提供服务。为实现VSL的功能，我们利用Java的套接字网络编程和多线程技术来解决服务器方侦听并处理远程用户的请求和分布式的多用户访问。套接字编程采用基于TCP/IP协议进行通信，服务器方处理结果与远程用户的请求以数据流的方式传送。多线程用以解决多用户的访问，通过在服务器接受了一个新的请求后，服务器就从线程中挑选一个等待的线程并执行请求处理，并将结果返回给用户。

3. 研究计划与安排

第1－3周：查阅相关文献资料，明确研究内容，确定方案，完成开题报告。

第4－5周：熟悉掌握基本理论，完成英文资料的翻译，熟悉开发环境。

第6－9周：编程实现各算法，并进行仿真调试。

第10－12周：完成整个系统的仿真，实现功能。

4. 参考文献（12篇以上）

[ 1] 郭育梅,尹应增, 郭景丽等. 宽频带片状对称振子天线[ j] . 微波学报, 2005, 21( 增刊) : 88- 90.

[ 2] 吴开胜,刘昊,李绪平, 等. 新型圆极化全向对称振子天线[ j] . 遥测遥控, 2007, 28( 1) : 68- 72.

[ 3] 王增和, 卢春兰. 天线与电波传播[ m] . 北京: 机械工业出版社, 2003.

[ 4] 张天瑜, 张 卉. 基于 matlab 的天线抗干扰三维运动仿真器的设计与实现[ j] . 成都大学学报: 自然科学版, 2007, 26( 1) : 43- 46.