矩形波导场结构的仿真(共5页)

精选优质文档-倾情为你奉上矩形波导场结构的仿真一、实验目的：1.加深学生对矩形波导中电磁场分布的理解；2.加深学生对矩形波导工作模式与相关参数的理解；3.提高学生的软件仿真能力。二、实验原理设金属波导的尺寸为a×b，传输TEmn波时电磁场分量为：在截止波长 时，相关参数分别为工作波长波相位三、实验内容及步骤通过MATLAB计算并绘制出任意时刻金属矩形波导内TEmn模的电磁场分布图： 1.根据给定波导尺寸和工作频率计算出相关参数； 2.根据一定的绘图精度确定电磁场的坐标点，并计算电场、磁场分量； 3.分别绘制出电场和磁场场分量的分布图，将电场分布图叠加于磁场分布图上。四、实验要求波导尺寸、工作频率，工作模式及精度由输入确定。五、实验报告 1.按照要求完成相关仿真，给出流程图和程序； 2.对主要语句做中文注释； 3.给出仿真的场分布图。程序清单如下：clear;a=input('尺寸宽边'); %矩形波导尺寸ab=input('尺寸窄边'); %矩形波导尺寸bm=input('m'); %TEMmn模工作模式设定n=input('n');d=input('采样精度'); %采样精度Hm=input('幅值'); %Hz的幅值，可以为任意值 f=input('工作频率'); %矩形波导的工作频率t=input('波传播时刻'); % 波传播t时刻的场结构图lc=2*(m/a)2+(n/b)2)0.5; %TEMmn截止波长l=3*108/f; %波的工作波长lg=l/(1-(l/lc)2)0.5); %波导的波长c=lg; %传输方向，取波导传播的方向B=2*pi/lg; %相位常数的计算=2*pi/gw=B/(3*108); %角频率的计算u=4*pi*10(-7);%内环最内层的电流值if(l>lc) return;%若工作波长大于截止波长，波不沿波导传播，则返回;else x=0:a/d:a; %x轴方向的常分量，精度为a/d y=0:b/d:b; %y轴方向的常分量，精度为b/d z=0:c/d:c; %z轴方向的常分量，其精度为c/d x1,y1,z1=meshgrid(x,y,z); %三维空间图形绘制采样点函数 Hx=-B.*a.*Hm.*sin(m*pi./a.*x1).*cos(n*pi*y1./b).*sin(w*t-B.*z1)./pi;%磁场在x轴上的分布函数 Hy=-B.*a.*Hm.*cos(m*pi*x1./a).*sin(n*pi*y1./b).*sin(w*t-B.*z1);%磁场在y轴上的分布函数 Hz=Hm.*cos(m*pi*x1./a).*cos(n*pi*y1./b).*cos(w*t-B*z1);%磁场在z轴上的分布函数 %figure; quiver3(z1,x1,y1,Hz,Hx,Hy,'b');%绘制三维图以及线的颜色为深蓝色 xlabel('传输方向'); ylabel('波导宽边a'); zlabel('波导窄边b'); hold on;%继续 x2=x1-0.001;%画x2图的与x1的间隔为0.001 y2=y1-0.001; z2=z1-0.001; Ex=-w.*u.*a.*Hm.*cos(m*pi./a.*x2).*sin(n*pi./b.*y2).*sin(w*t-B.*z2)./pi;%电场在y轴上的分布函数 Ey=w.*u.*a.*Hm.*sin(m*pi./a.*x2).*cos(n*pi./b.*y2).*sin(w*t-B.*z2)./pi;%电场在y轴上的分布函数 Ez=zeros(size(z2);%电场在z轴上的函数，产生以0开始的矩阵，Ez=0 %figure; quiver3(z2,x2,y2,Ez,Ex,Ey,'r');%画三维图形电场的分布图颜色为红色 xlabel('传输方向'); ylabel('波导宽边a'); zlabel('波导窄边b'); hold off;%结束endTEM10模矩形波导块结构仿真图：TEM02模矩形波导块结构仿真图：专心-专注-专业