湖南大學(xué)電磁場與電磁波實(shí)驗(yàn)內(nèi)容.doc

電磁場與電磁波課程實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)一：T形波導(dǎo)的內(nèi)場分析與優(yōu)化設(shè)計(jì)1、 HFSS安裝；2、 T形波導(dǎo)的內(nèi)場分析與優(yōu)化設(shè)計(jì)，具體過程見HFSS電磁仿真設(shè)計(jì)應(yīng)用詳解第2章；3、 熟悉HFSS工作界面HFSS電磁仿真設(shè)計(jì)應(yīng)用詳解第3章4、 熟悉中的建模操作HFSS電磁仿真設(shè)計(jì)應(yīng)用詳解第4章4.1-4.5實(shí)驗(yàn)二：HFSS軟件的基本操作1、熟悉邊界條件和激勵HFSS電磁仿真設(shè)計(jì)應(yīng)用詳解第5章5.1、5.2.1-2、5.2.11、5.3.1-2、5.3.72、 熟悉HFSS網(wǎng)格剖分和分析設(shè)置HFSS電磁仿真設(shè)計(jì)應(yīng)用詳解第6章3、 熟悉HFSS的數(shù)據(jù)后處理HFSS電磁仿真設(shè)計(jì)應(yīng)用詳解第8章4、均勻平面波對理想導(dǎo)體和理想介質(zhì)平面的垂直入射(教材第六章相關(guān)內(nèi)容)建立如上圖所示的空氣長方體(1mm3mm8mm),兩側(cè)邊為PerfH邊界，上下底面為PerfE邊界，前端口為Port激勵，后端口分別設(shè)置為：（1）PerfE邊界模擬均勻平面波入射到理想導(dǎo)體，動態(tài)演示空氣體中的駐波；（2）Imped邊界，設(shè)置邊界阻抗值，動態(tài)演示空氣體中的電場的行駐波。右鍵點(diǎn)擊Analysis選擇add Solution Setup見下圖實(shí)驗(yàn)三：均勻平面電磁波波對介質(zhì)板的垂直入射及電磁參數(shù)提?。?）點(diǎn)“HFSS”選擇“Design Properties”,點(diǎn)左下角“Add”在彈出的窗口中輸入：點(diǎn)OK，然后繼續(xù)點(diǎn)“Add”添加d和d1等兩個變量如下圖所示。（2）點(diǎn)“Draw” 選擇“Box”，隨便建立一個長方體，右鍵點(diǎn)擊Box，在彈出的菜單中選擇“Assign Material ”，在彈出的窗口任選一種非vaccum的材料，并記住其介電常數(shù)和磁導(dǎo)率。雙擊CreatBox修改Box屬性為同樣再建立一個Box，其材料為Vaccum，修改其屬性為：（3）設(shè)置邊界條件和激勵如下圖所示PerfHPerfE注意與電場積分線垂直的兩個平面設(shè)置為PerfE邊界，與其平行的兩個平面設(shè)置為PerfH邊界。此外，Port端口設(shè)置時，注意點(diǎn)中Deembed，并設(shè)置如下（4）右鍵點(diǎn)擊Analysis選擇add Solution Setup見下圖右鍵點(diǎn)擊Setup1，選擇Add Frequency sweep 任務(wù)：1、 計(jì)算透射系數(shù)和反射系數(shù)2、 根據(jù)透射系數(shù)和反射系數(shù)，反算該物質(zhì)的折射率和阻抗右鍵點(diǎn)擊Properject manage中的Result，選中output variables，在彈出的窗口中，根據(jù)下式新建變量indx(折射率)；Impd(阻抗)，eps(介電常數(shù))，mu(磁導(dǎo)率)(注意這里的d為介質(zhì)厚度，對應(yīng)模型中的d1)右鍵Result-create modal solution data report-rectangular plotcategory選中output variables，Quantity選中eps,Function同時選re和im，畫出介電常數(shù)eps的實(shí)部和虛部，同樣的方法，畫出mu的實(shí)部和虛部。如果發(fā)現(xiàn)計(jì)算得到的eps和mu是曲線如下圖所示(之前選擇了材料silicon，eps=11.9，mu=1.0)，修改d1=2mm,重新計(jì)算在看結(jié)果并分析為什么。實(shí)驗(yàn)四：導(dǎo)行電磁波與電磁輻射1、 微波吸收材料吸波性能優(yōu)化（1）將附件提供的吸波材料Absorb.amat復(fù)制到你的材料庫目錄，一般在“C:UsersAdministratorDocumentsAnsoftPersonalLib”。（2）點(diǎn)“HFSS”選擇“Design Properties”,點(diǎn)左下角“Add”在彈出的窗口中輸入以下變量（3）Draw-Box，設(shè)置材料為之前導(dǎo)入的Absorb1，再另外建立一個長方體，設(shè)置材料為Vacuum,并將屬性修改為（4）如圖所示，在Vaccum的長方體建立一個Port激勵端口，Port 端口對面設(shè)置為PerfE界面模擬吸波材料涂覆在金屬表面上。其他邊界條件設(shè)置如下：與電場積分線垂直的兩個平面設(shè)置為PerfE邊界，與其平行的兩個平面設(shè)置為PerfH邊界。（5）右鍵點(diǎn)擊Analysis選擇add Solution Setup見下圖右鍵點(diǎn)擊Setup1，選擇Add Frequency sweep (5) 右鍵點(diǎn)擊OptimetricsAddParametric點(diǎn)Add，在彈出的窗口填入如下設(shè)置，然后點(diǎn)Add，再點(diǎn)右下角OK設(shè)置結(jié)果為：最后點(diǎn)確定退出計(jì)算2mm, 2.5mm和3mm厚度下吸波材料的反射損耗。（6）運(yùn)行結(jié)束后，右鍵點(diǎn)擊ResultsCreate Modal Solution Data ReportRectangular Report,點(diǎn)左下角的Output Variables,在Name和Expression分別輸入RL和mag(S(1,1)2,然后再點(diǎn)Add,點(diǎn)Done.在返回的窗口選擇：Category：點(diǎn)Output Variable; Quantity: RL; Function:dB10最后點(diǎn)下面的New Report，即可得到該吸波材料的反射損耗RL，RL為-10dB表示電磁波入射到該吸波材料后，反射波僅為入射波的10-1即90%的能量被吸收，如果RL為-20dB則表示反射波僅為入射波的10-2即99%的能量被吸收。（7）通過在吸波材料