矩形波導場結構的仿真

1、精選優(yōu)質文檔-傾情為你奉上矩形波導場結構的仿真一、實驗目的：1.加深學生對矩形波導中電磁場分布的理解；2.加深學生對矩形波導工作模式與相關參數的理解；3.提高學生的軟件仿真能力。二、實驗原理設金屬波導的尺寸為ab，傳輸TEmn波時電磁場分量為：在截止波長 時，相關參數分別為工作波長波相位三、實驗內容及步驟通過MATLAB計算并繪制出任意時刻金屬矩形波導內TEmn模的電磁場分布圖： 1.根據給定波導尺寸和工作頻率計算出相關參數； 2.根據一定的繪圖精度確定電磁場的坐標點，并計算電場、磁場分量； 3.分別繪制出電場和磁場場分量的分布圖，將電場分布圖疊加于磁場分布圖上。四、實驗要求波導尺寸、工作頻率

2、，工作模式及精度由輸入確定。五、實驗報告 1.按照要求完成相關仿真，給出流程圖和程序； 2.對主要語句做中文注釋； 3.給出仿真的場分布圖。程序清單如下：clear;a=input(尺寸寬邊); %矩形波導尺寸ab=input(尺寸窄邊); %矩形波導尺寸bm=input(m); %TEMmn模工作模式設定n=input(n);d=input(采樣精度); %采樣精度Hm=input(幅值); %Hz的幅值，可以為任意值 f=input(工作頻率); %矩形波導的工作頻率t=input(波傳播時刻); % 波傳播t時刻的場結構圖lc=2*(m/a)2+(n/b)2)0.5; %TEMmn截止波

3、長l=3*108/f; %波的工作波長lg=l/(1-(l/lc)2)0.5); %波導的波長c=lg; %傳輸方向，取波導傳播的方向B=2*pi/lg; %相位常數的計算=2*pi/gw=B/(3*108); %角頻率的計算u=4*pi*10(-7);%內環(huán)最內層的電流值if(llc) return;%若工作波長大于截止波長，波不沿波導傳播，則返回;else x=0:a/d:a; %x軸方向的常分量，精度為a/d y=0:b/d:b; %y軸方向的常分量，精度為b/d z=0:c/d:c; %z軸方向的常分量，其精度為c/d x1,y1,z1=meshgrid(x,y,z); %三維空間圖形

4、繪制采樣點函數 Hx=-B.*a.*Hm.*sin(m*pi./a.*x1).*cos(n*pi*y1./b).*sin(w*t-B.*z1)./pi;%磁場在x軸上的分布函數 Hy=-B.*a.*Hm.*cos(m*pi*x1./a).*sin(n*pi*y1./b).*sin(w*t-B.*z1);%磁場在y軸上的分布函數 Hz=Hm.*cos(m*pi*x1./a).*cos(n*pi*y1./b).*cos(w*t-B*z1);%磁場在z軸上的分布函數 %figure; quiver3(z1,x1,y1,Hz,Hx,Hy,b);%繪制三維圖以及線的顏色為深藍色 xlabel(傳輸方向)

5、; ylabel(波導寬邊a); zlabel(波導窄邊b); hold on;%繼續(xù) x2=x1-0.001;%畫x2圖的與x1的間隔為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;%電場在y軸上的分布函數 Ey=w.*u.*a.*Hm.*sin(m*pi./a.*x2).*cos(n*pi./b.*y2).*sin(w*t-B.*z2)./pi;%電場在y軸上的分布函數 Ez=zeros(size(z2);%電場在z軸上的函數，產生以0開始的矩陣，Ez=0 %figure; quiver3(z2,x2,y2,Ez,Ex,Ey,r);%畫三維圖形電場的分布圖顏色為紅色 xlabel(傳輸方向); ylab