本实验是基于Matlab的均匀直线阵列天线虚拟仿真实验。简单来说，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可以有不亚于真实系统的听觉、视觉和触觉等感觉，甚至还可以模拟出在真实系统中肉眼不可见肉体不可感知但却真实存在的系统特性。本次设计以均匀直线阵列天线为主题，利用Matlab与Eclipse等软件为我们展示虚拟仿真的实现方法。

在一个均匀直线阵列天线系统中，我们要展示的天线特性包括：天线E/H面方向图，输入阻抗，辐射电阻，方向系数等参数。这就需要仿真软件具有强大的计算能力和可视化能力。Matlab 是一款由美国MathWorks公司推出的商业数学软件，可用于算法开发、数据可视化、数据分析以及数值计算。它具有完备的图形处理功能，可实现计算结果和编程的可视化，Matlab高效的数值计算及符号计算功能，能使用户从繁杂的数学运算中解脱出来。因此，相比于用java语言直接对天线进行虚拟仿真，Matlab友好的用户界面以及接近数学表达式的自然化语言，使用户能更为容易地实现自己的设想。

最终实现的均匀直线阵列天线虚拟仿真系统通过一个web页面反馈出来，便于更多有需要的人查看。这就类似于一个用计算机模拟的虚拟实验室，用户可以通过计算机来进行实验交互，不同于传统的实物教学，这样可以很好的节约成本，并且利于维护，在普及教育资源的同时达到预期的教学效果，甚至可以突破时空限制，让学生对目标有更全面立体的理解。

最初的虚拟仿真技术只是用来模拟某些简单的物理现象和设备等，随着虚拟仿真技术的不断发展与普及，加上人们对虚拟系统的迫切需要，它开始在各种复杂系统的模拟中大放异彩。在教育，科研，航天，军事甚至娱乐等领域我们都可看到虚拟仿真的身影。比如各大高校的虚拟实验室，气象系统、核爆的计算机模拟，还有最近经常出现的VR技术，即虚拟现实。有别于传统的虚拟仿真技术，VR技术使用户在虚拟环境中不仅有传统的视觉和听觉，甚至还有逼真的触觉和嗅觉感受。更为不可思议的是，用户可以通过自然的方法比如手动、眼动、口说或者其他肢体动作等与这个虚拟环境进行交互，同时虚拟环境还可以实时地做出相应的反应。

虚拟仿真技术的发展成果将会应用在我们现实生活中的方方面面，让我们的生活更加便捷美好。

2. 研究的基本内容与方案

本设计拟在计算机上建立一个均匀直线阵列天线的虚拟仿真实验平台。该平台以网页形式发布，可以为更多用户提供服务，充分体现虚拟实验平台的低成本，高利用率，易维护的特点，各种实验参数以及二维三维特性图也保证了学生对实验的理解程度。

鉴于Matlab强大的计算能力和可视化功能，我们可以利用Matlab工具来分析均匀直线阵列天线辐射E/H面方向图及方向系数、辐射电阻、输入阻抗等重要参数。天线的方向性是指电磁场辐射在空间的分布规律，借助Matlab的绘图功能 ,可以对天线的方向图函数的二维和三维图形进行研究，这样就可以更直接地观察到天线辐射场在不同方向的辐射能量分布，使用户更好地理解辐射方向图的特点。网页的制作与发布主要在Eclipse中完成，将Matlab中编写的算法打包成jar文件，在Eclipse中创建web工程，引用所需Matlab相关的jar包，编写程序。Tomcat是一个强大的web服务器，web项目完成后要部署到Tomcat上。Tomcat可以独立地作为一个服务器单独启动和关闭，这时需要配置Tomcat的相关环境变量，同时Tomcat也可以通过Eclipse来启动，即在Eclipse中启动外部Tomcat服务器，这时只要Eclipse能正常使用就不再需要配置Tomcat的相关环境变量。启动Tomcat，在浏览器中输入相应网址即可访问制作的网页。输入相应天线参数，观察天线特性。