圆极化波及其MATLAB仿真_西电

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圆极化波及其MATLAB仿真西电

电磁场与电磁波大作业圆极化波及其MATLAB仿真专业：信息对抗技术班级：021231学生姓名：指导教师：黄丘林一、引言电磁波电场强度的取向和幅值随时间而变化的性质，在光学中称为偏振。

如果这种变化具有确定的规律，就称电磁波为极化电磁波（简称极化波）。

如果极化电磁波的电场强度始终在垂直于传播方向的（横）平面内取向，其电场矢量的端点沿一闭合轨迹移动，则这一极化电磁波称为平面极化波。

电场的矢端轨迹称为极化曲线，并按极化曲线的形状对极化波命名，其主要分类有线极化波，圆极化波和椭圆极化波。

二、原理详解下面我们详细分析圆极化波的产生条件。

假设均匀平面电磁波沿+Z 方向传播，电场强度矢量E 频率和传播方向均相同的两个分量xE 和yE ，电场强度矢量的表达式为-00()(1)()y x x X y yjkzx x y y j j jkzx xm y ym E E E E e E e E e e φφ-=+=+=+E a a a a a a电场强度矢量的两个分量的瞬时值为cos()(2)cos()(3)x xm x y ym y E E t kz E E t kz ωφωφ=-+=-+设,,0,2xm ym m x y E E E z πφφ==-=±= 那么式（2）式（3）变为cos()cos()2x m x y y yE E t E E t ωφπωφ=+=+消去t 得22()()1y x m mE E E E += 此方程就是圆方程。

电磁波的两正交电场强度分量的合成电场强度矢量E的模和幅角分别依次为(4)sin(t )arctan[](t )(5)cos(t )mx x x E E ωφαωφωφ==±+==±++由式（4）和式（5）可见，电磁波的合成电场强度矢量的大小不随时间变化，而其余x 轴正向夹角α将随时间变化。

因此合成的电场强度矢量的矢端轨迹为圆，故称为圆极化。

三、仿真分析下面我们用MATLAB 进行仿真分析。

西安邮电大学光学实验matlab仿真结果分析与程序

光学实验实验报告课程名称：光学实验*名：***学院：电子工程学院系部：光电子技术系专业：电子科学与技术年级：科技1201学号：********指导教师：**2014年12 月24 日光波在介质中界面上的反射及透射特性一．实验目的：1．掌握反射系数及透射系数的概念；2．掌握反射光与透射光振幅和相位的变化规律； 3．掌握布儒斯特角和全反射临界角的概念。

二．实验原理：1 反射定律和折射定律光由一种介质入射到另一种介质时，在界面上将产生反射和折射。

现假设二介质为均匀、透明、各向同性介质，分界面为无穷大的平面，入射、反射和折射光均为平面光波，其电场表示式为)(0r k t i l l l l e E E ⋅--=ω l =i, r, t式中，脚标i 、r 、t 分别代表入射光、反射光和折射光；r 是界面上任意点的矢径，在图2-1所示的坐标情况下，有r=ix+jy图2-1 平面光波在界面上的反射和折射图2-2 k i 、k r 、k t 三波矢关系根据电磁场的边界条件，可以得到如下关系)(0)(t i r i tr i =⋅-=⋅-==r k k r k k ωωω 这些关系表明：①入射光、反射光和折射光具有相同的频率；②入射光、反射光和折射光均在入射面内，k i 、k r 和k t 波矢关系如图2-2所示。

进一步可得tt i i r r i i sin sin sin sin θθθθk k k k == 或tt i i r r i i sin sin sin sin θθθθn n n n ==即介质界面上的反射定律和折射定律，它们给出了反射光、折射光的方向。

折射定律又称为斯涅耳(Snell)定律。

2 菲涅耳公式 s 分量和p 分量通常把垂直于入射面振动的分量称做s 分量，把平行于入射面振动的分量称做p 分量。

为讨论方便起见，规定s 分量和p 分量的正方向如图2-3所示。

图2-3 s 分量和p 分量的正方向反射系数和透射系数假设介质中的电场矢量为)(i 0e r k t l l l E E ⋅--=ω l =i, r, t其s 分量和p 分量表示式为)(i 0e r k t lm lm l E E ⋅--=ω m =s,p则定义s 分量、p 分量的反射系数、透射系数分别为tmtm m im rmm E E t E E r 0000==菲涅耳公式假设界面上的入射光、反射光和折射光同相位，根据电磁场的边界条件及s 分量、p 分量的正方向规定，可得ts rs s E E E i =+和2tp 1rp 1ip cos cos cos θθθH H H =-利用E H εμ=，上式变为22ts 11rs is cos cos )(θθn E n E E =-再利用折射定律，消去E ts ，经整理可得)sin()sin(1212is rs θθθθ+-=E E 根据反射系数定义，得到)sin()sin(2121θθθθ+--=s r221111cos cos cos 2θθθn n n t s +=将所得到的表示式写成一个方程组，就是著名的菲涅耳公式：212122112*********tan tan tan tan cos cos cos cos )sin()sin(θθθθθθθθθθθθ+--=+-=+--==n n n n E E r is rs s 2121211221122121002sin 2sin 2sin 2sin cos cos cos cos )tan()tan(θθθθθθθθθθθθ+-=+-=+-==n n n n E E r iprp p 21121121112100221111212100cos cos cos 2)cos()sin(sin cos 2cos cos cos 2)sin(sin cos 2θθθθθθθθθθθθθθθθn n n E E t n n n E E t iptp p is ts s +=-+==+=+==这些系数首先是由菲涅耳用弹性波理论得到的，所以又叫做菲涅耳系数。

基于Matlab模拟点电荷电场线和等势线

基于Matlab模拟点电荷电场线和等势线1. 引言1.1 背景介绍电场理论是物理学中的重要概念，描述了在空间中存在的电荷所产生的相互作用力。

点电荷模型是电场研究中常用的简化模型，通过模拟点电荷的分布和运动，可以很好地描述电场的特性。

在现实生活中，我们经常会遇到点电荷电场的问题，比如电荷在空间中的分布及其对周围环境的影响。

基于Matlab的数值模拟方法可以帮助我们更好地理解电场的特性。

通过模拟点电荷的分布情况，我们可以绘制出电场线和等势线，从而直观地展示电场的分布情况和强度。

这不仅有助于理论研究，还可以在工程实践中提供重要参考。

通过基于Matlab的点电荷电场线和等势线模拟，我们可以更深入地探讨电场的性质，为相关领域的研究和应用提供支持和指导。

【字数：205】1.2 研究意义电场是物理学中非常重要的概念之一，它描述了空间中各点所受电荷作用力的性质。

而点电荷则是电荷密度在空间中极小的模型，通过研究点电荷的电场线和等势线的分布情况，可以帮助我们更好地理解电场的性质和规律。

基于Matlab进行点电荷电场线和等势线的模拟，不仅可以直观地展示电场和电势在空间中的分布情况，还可以通过调整参数来研究不同条件下电场和电势的变化规律。

研究点电荷电场线和等势线的分布对于学术研究和工程应用具有重要意义。

在学术研究方面，通过对电场线和等势线的模拟分析，可以深入探讨电场的特性和规律，进一步推动电磁学理论的发展。

在工程应用方面，电场线和等势线的模拟可以帮助工程师设计和优化电子元件、电路和传感器等设备，从而提高其性能和稳定性。

深入研究基于Matlab模拟点电荷电场线和等势线的方法和应用具有重要的理论和实际意义。

1.3 研究目的研究目的是在Matlab环境下通过模拟点电荷的电场线和等势线，深入探讨电荷在空间中产生的电场分布情况，以及不同点电荷配置对电场线和等势线的影响。

通过研究电场线和等势线的形态和分布规律，可以更好地理解电荷之间的作用关系，为进一步研究静电场提供依据。

利用MATLAB仿真静电场

2
分布并不均匀，具体表现为电场线不严格的放射状分布，而会具有一定的不均匀特性。但在远离电荷的区域，可以将电荷看做一无限长线电荷，电场线沿放射状分布，可以近似认为是直线。欲求 XOY 平面内任意点 P 的电场矢量 E，可以先求所有组成线电荷的“小截面”无限长线电荷在 P 点产生的电场矢量 dE，再叠加即可。利用无限长线电荷的场强公式，可以知道坐标为(x,y)的小截面对应线电荷 dxdy 在 P 点产生的场强
dxdy ^ r dE r dxdy 2 0 r 2 0 r 2
设 P(xp,yp),由
r 2 0 r
dxdy 2
( x p x, y p y) ( x p x) 2 ( y p y ) 2
xp x
dxdy
将 x 方向和 y 方向的电场矢量分别处理，得到
dEx
( x p x) 2 ( y p y ) 2
dxdy
dE y
yp y ( x p x) 2 ( y p y ) 2
dxdy
将两方向上的电场对于电荷截面在 XOY 平面上的平面 S(-a/2<x<a/2,-a/2<y<a/2)进行二重积分，得到 P 点在原线电荷作用下的场强的 x 分量和 y 分量
4
plot(X,Y,'r',-X,Y,'r'), end end hold off;
其中，fx与fy分别求取x和y方向电场强度积分式的值。得到图形如下：
10 8 6 4 2 0 -2 -4 -6 -8 -10 -10
-8
-6
-4
-2
0
2
4
6
8
10

matlab模拟电荷系的电场线和等势面

matlab模拟电荷系的电场线和等势面MATLAB是一种功能强大的数值计算和数据可视化软件，可用于模拟电荷系的电场线和等势面。

本文将介绍如何使用MATLAB进行电场线和等势面的模拟，并通过示例对问题进行回答。

首先，我们需要了解模拟电场线和等势面的基本原理。

电场线是显示电场强度和方向的曲线，而等势面则是表示在其中的点上电势相等的曲面。

根据高斯定律和库伦定律，可以通过给定的电荷分布和边界条件计算出电场和电势分布。

在MATLAB中，可以使用PDE工具箱来模拟电场线和等势面。

首先，需要定义电荷分布和边界条件。

然后，可以使用PDE工具箱中的偏微分方程求解器来求解电势分布，并根据电场与电势的关系绘制电场线和等势面。

下面以一个简单的例子来说明如何在MATLAB中模拟电场线和等势面。

假设有两个等量但带有相反电荷的点电荷位于原点和(2,0)处，我们希望求解其电场和等势面。

首先，我们定义电荷量和位置：q1 = 1; % 第一个电荷量q2 = -1; % 第二个电荷量r1 = [0, 0]; % 第一个电荷位置r2 = [2, 0]; % 第二个电荷位置然后，我们定义求解区域和边界条件：xmin = -5;xmax = 5;ymin = -5;ymax = 5;gdm = [1; 0; xmin; xmax; ymin; ymax;];ns = char('gdm');sf = 'gdm';dl = decsg(gdm,sf,ns);model = createpde;geometryFromEdges(model,dl); applyBoundaryCondition(model,'dirichlet','Edge',1:4,'u',0); applyBoundaryCondition(model,'neumann','Edge',5:6,'g',0);接下来，使用偏微分方程求解器来求解电势分布：specifyCoefficients(model,'m',0,'d',0,'c',1,'a',0,'f',0); generateMesh(model);result = solvepde(model);p = result.NodalSolution;最后，根据电场与电势的关系绘制电场线和等势面：[Ey,Ex] = gradient(p);figure;contour(p,'LevelList',-5:0.5:5);hold on;quiver(-5:0.5:5,-5:0.5:5,Ex,Ey);title('Electric Field Lines and Equipotential Surfaces');xlabel('x');ylabel('y');legend('Equipotential Surfaces','Electric Field Lines');axis([-5 5 -5 5]);通过上述代码，我们可以得到电场线和等势面。

matlab仿真电磁波的极化实验

电磁场与电磁波实验实验四电磁波的极化实验学院：电子工程班级：姓名：秦婷学号：理论课教师：实验课教师：同做者：实验日期：2020 年 5 月20 日请务必填写清楚姓名、学号、班级及理论课任课老师。

实验四电磁波的极化实验一、实验目的：1. 通过虚拟仿真观察并理解电磁波极化的概念2. 学习电磁波极化的测量方法3. 学会判读线极化波，圆极化波的方法二、实验装置实验装置如图1所示。

图中：①为微波源；②为隔离器；③为负载；④为可变衰减器；⑤为T 型接头；⑥和⑦为发射天线；⑧为可变相移器；⑨为接收天线；⑩为检波器；⑪为指示电流表。

①②⑤③④⑧⑥⑦⑨⑩⑪图1 电磁波极化实验系统T 型接头用以将传来的微波功率分成等强度的两束波。

衰减器用于调节支路中的功率强弱。

相移器用以调节支路中的初相位φ，从而产生相位的变化。

三、实验原理：平面电磁波沿轴线前进没有z E 分量，一般情况下，存在x E 分量和y E 分量，如果y E 分量为零，只有x E 分量我们称其为X 方向线极化。

如果只有y E 分量而没有x E 分量我们称其为Y 方向线极化。

在一般情况下，x E 和y E 都存在，在接收此电磁波时，将得到包含水平与垂直两个分量的电磁波。

如果此两个分量的电磁波的振幅和相位不同时，可以得到各种不同极化形式的电磁波。

1. 如果电磁波场强的X 和Y 分量为：()1cos x xm E E t kz ωϕ=+− (1)()2cos y ym E E t kz ωϕ=+−(2)其中1ϕ、2ϕ为初相位，2k πλ=。

若1ϕ等于2ϕ，或1ϕ与2ϕ相位差为2n π时，其合成电场为线极化波，其幅度为：()1E t kz ωϕ==−+(3)电场分量与X 轴的夹角为：arctanarctany ym xxmE E E E α===常数 (4)2. 如果1ϕ与2ϕ相位差90°或270°，则：()1cos x xm E E t kz ωϕ=−+ (5)()2cos y ym E E t kz ωϕ=−+(6)合成电磁场为：E ===常数(7)它的方向是：()1tan tan y xE t kz E αωϕ==−+(8)1t kz αωϕ=−+(9)表示合成场振幅不随时间变化，其方向是随时间而旋转的圆极化波。

matlab模拟电荷系的电场线和等势面 -回复

matlab模拟电荷系的电场线和等势面-回复MATLAB是一种功能强大的科学计算软件，可以用于模拟和分析各种电场线和等势面的情况。

在本文中，我们将使用MATLAB来模拟电荷系的电场线和等势面，并逐步介绍相关的步骤和技巧。

第一步：定义电荷分布在模拟电荷系的电场线和等势面之前，我们首先需要定义电荷的分布情况。

可以通过在MATLAB中创建一个矩阵来表示电荷的分布情况，其中每个元素代表一个空间点的电荷值。

例如，我们可以使用以下代码来定义一个表示电荷分布的矩阵：matlab定义电荷分布矩阵charge_distribution = [1 0 -1; 0 2 0; -1 0 1];在上述例子中，我们使用3x3的矩阵来表示空间中的电荷分布，正数表示正电荷，负数表示负电荷。

第二步：计算电场强度有了电荷分布矩阵后，我们可以使用电场的定义来计算每个空间点的电场强度。

电场强度是一个向量，可以用一个向量场来表示。

可以使用MATLAB内置的`gradient`函数来计算向量场。

以下是计算电场强度的示例代码：matlab计算电场强度[Ex, Ey] = gradient(charge_distribution);在上述代码中，我们使用`gradient`函数来计算电场矩阵`charge_distribution`的梯度，得到电场强度矩阵`Ex`和`Ey`。

第三步：绘制电场线有了电场强度矩阵后，我们可以使用向量形式的电场线来表示电场的分布情况。

可以使用MATLAB内置的`quiver`函数来绘制电场线。

以下是绘制电场线的示例代码：matlab绘制电场线figure;quiver(Ex, Ey);在上述代码中，我们使用`quiver`函数来绘制电场线，其中的参数`Ex`和`Ey`分别表示电场强度的x和y方向分量。

第四步：计算等势面等势面是指具有相同电势值的空间点构成的曲面。

我们可以使用电势的定义来计算每个空间点的电势值，并根据电势值绘制等势面。

线极化波圆极化波椭圆极化波的特点

线极化波圆极化波椭圆极化波的特点随着通信技术的不断发展和应用，无线通信和卫星通信的应用越来越广泛。

在这些通信系统中，电磁波起到了关键性的作用。

而电磁波可以分为线偏振波、圆偏振波和椭圆偏振波三种类型。

这些波的特点、应用以及在中心扩展下的描述，将在下文中进行详细阐述。

一、线偏振波线偏振波是一种沿着一个方向振动的电磁波，其电场和磁场振动方向相同。

线偏振波的特点是它只沿着一个方向传播，因此适用于需要单向传输的通信场景。

例如，一些雷达和通信系统需要在特定方向上进行单向传输，这时就可以使用线偏振波。

在中心扩展下，线偏振波的传播方向始终保持不变，但电场和磁场的振动方向会随着传播距离的增加而旋转。

这种旋转的程度和方向取决于电磁波传播时遇到的介质的性质，因此可以通过观察线偏振波在不同介质中的传播情况来判断介质的性质。

二、圆偏振波圆偏振波是一种电场和磁场振动方向相互垂直，相互作用形成一个旋转矢量的电磁波。

圆偏振波的特点是它可以在所有方向上传播，因此适用于需要多向传输的通信场景。

例如，一些卫星通信系统需要在各个方向上进行传输，这时就可以使用圆偏振波。

在中心扩展下，圆偏振波的传播方向和振动方向都会随着传播距离的增加而旋转。

这种旋转的程度和方向取决于电磁波传播时遇到的介质的性质，因此可以通过观察圆偏振波在不同介质中的传播情况来判断介质的性质。

三、椭圆偏振波椭圆偏振波是一种电场和磁场振动方向相互垂直，且振动方向大小和方向不相等的电磁波。

椭圆偏振波的特点是它可以在各个方向上传播，且可以通过调整振动方向的大小和方向来控制通信质量。

例如，一些移动通信系统需要在不同的距离和环境下进行传输，这时就可以使用椭圆偏振波。

在中心扩展下，椭圆偏振波的传播方向和振动方向都会发生复杂的变化。

这种变化的程度和方向取决于电磁波传播时遇到的介质的性质和椭圆偏振波的振动参数，因此可以通过观察椭圆偏振波在不同介质中的传播情况来判断介质的性质。

线偏振波、圆偏振波和椭圆偏振波都是电磁波的重要类型，它们在不同的通信场景中都有着广泛的应用。

基于Matlab的电磁波极化仿真

电磁波的极化是电磁理论中的一个重要概念 …。由Ｍａｌ的各种工具箱。Ｍａｌ具有强大的图形处理能力和ｔｂａｔｂａ于其他作图软件无法体现电磁波传播的全貌及电磁波传丰富的工具箱处理函数．这样就使图形处理编程变得比播与极化状态的联系，影响了电磁波极化的形象化。较简单。
频谱研究
ＦｅｅｃｅｃｒｍｓａｒｈｒｑｕｎｙＳｐｔｕＲｅｅｃ
基于Ｍａｌｂｔ的电磁波极化仿真ａ
■ 黄淮学院陈洪涛
摘要
电磁波极化是电磁理论中的一个重要概念，借助Ｍａｆｂ算数据处理和图形展示功能，用图画方式ｔａ计把电磁波极化的全貌展示出来，这样不必通过数学上抽象的解析推导，就可以对问题展开讨论．促进教学的开展。实验仿真给出了左极化、椭圆极化图形具有直观性，便于对比观察。
Ｍａｌ自产生之日起就具有方便的数据可视化功ｔａｂ
能，它可以将向量和矩阵用图形表现出来，并且可以对图形进行标注和打印。高层次的作图包括二维和三维的可视化、图像处理、动画和表达式作图。它不电磁波的极化表征在空间任一固定点上电场矢量的
对于一些其他软件所没有的功能（如图形的光照处线极化电场矢量末端的轨迹是圆．就称为圆极化．根例

圆极化基本理论

毫米波圆极化微带天线的研究圆极化波的产生：微带天线中存在何种模式完全取决于贴片的形状和激励模型,当馈电点位于贴片的对角线上时,天线中可以同时维持乃订。

和刀怀。

模,两种主模同相且极化正交,结果导致辐射波的极化方向与馈电点所在对角线平行,单点馈电的准方形贴片、方形切角贴片和四周切有缝隙的方形贴片天线等均可以辐射圆极化波。

用微带天线产生圆极化波的关键是产生两个方向正交的幅度相等的,相位相差”的线极化波。

当前用微带天线实现圆极化辐射主要有几种方法一点馈电的单片圆极化微带天线正交馈电的单片圆极化微带天线由曲线微带构成的宽频带圆极化微带天线微带天线阵构成的圆极化微带天线等等。

圆极化波的性质：根据天线辐射的电磁波是线极化或圆极化,相应的天线称为线极化天线或圆极化天线。

圆极化波具有以下的性质〕（1）圆极化波是一个等幅的瞬时旋转场。

即沿其传播方向看去,波的瞬时电场矢量的端点轨迹时一个圆。

若瞬时电场矢量沿产波方向按左手螺旋的方向旋转,称之为左旋圆极化波,记为LCP（Left-Hand Circular Polarization）; 若沿传播方向按右手螺旋旋转,称之为右旋圆极化波,记RCP（Right-Hand Circular Polarization）,（2）一个圆极化波可以分解为两个在空间上和在时间上均正交的等幅线极化波。

由此实现圆极化天线的基本原理就是产生两个空间上正交的线极化电场分量,并使二者振幅相等,相位相差度。

（3）任意极化波可以分解为两个旋向相反的圆极化波。

作为特例,一个线极化波可以分解为两个旋向相反、振幅相等的圆极化波。

因此,任意极化的来波都可由圆极化天线收到反之,圆极化天线辐射的圆极化波也可以由任意极化的天线收到。

这正是在电子侦察和干扰等应用中普通采用圆极化波的原因。

（4）天线若辐射左旋圆极化波,则只接受左旋圆极化波而不接收右旋圆极化波反之,若天线辐射右旋圆极化波,则只接收右旋圆极化波。

这称为圆极化天线的旋向正交性。

矩形导波和圆波导场分布 matlab

矩形导波和圆波导是电磁波传播领域常见的两种波导结构。

它们在无线通信、微波技术、雷达系统等领域具有重要应用价值。

Matlab是一种强大的科学计算软件，可以用于分析和模拟电磁波在矩形导波和圆波导中的场分布。

本文将针对矩形导波和圆波导场分布的Matlab分析和模拟进行详细介绍。

1. 矩形导波场分布的Matlab分析和模拟矩形导波是一种矩形截面的波导结构，常见于微波器件和天线系统中。

在Matlab中，可以通过Maxwell方程组的数值解来分析矩形导波中的场分布。

通过设定矩形导波的几何尺寸和工作频率，可以利用Matlab进行电磁场的模拟和分析，得到矩形导波中的电场和磁场分布图，并进一步分析波导内的功率传输和传输损耗。

这对于设计和优化微波器件和天线系统具有重要的意义。

2. 圆波导场分布的Matlab分析和模拟圆波导是一种圆形截面的波导结构，常见于雷达系统和天线阵列中。

在Matlab中，同样可以利用Maxwell方程组的数值解来分析圆波导中的场分布。

通过设定圆波导的几何尺寸和工作频率，利用Matlab进行电磁场的模拟和分析，同样可以得到圆波导中的电场和磁场分布图，并进一步分析波导内的功率传输和传输损耗。

这对于设计和优化雷达系统和天线阵列具有重要的意义。

3. Matlab在矩形导波和圆波导场分布分析中的应用Matlab是一种功能强大、灵活多样的科学计算软件，它在电磁场分析和模拟领域具有广泛的应用。

在矩形导波和圆波导场分布分析中，Matlab可以提供丰富的数学工具和绘图函数，方便工程师和研究人员进行电磁场的模拟和分析工作。

通过Matlab，可以直观地观察到矩形导波和圆波导中的场分布特性，为工程设计和研究提供重要的参考依据。

4. 结语矩形导波和圆波导是电磁波传播领域重要的波导结构，它们在无线通信、微波技术、雷达系统等领域具有广泛的应用。

通过Matlab对矩形导波和圆波导场分布进行分析和模拟，可以帮助工程师和研究人员更好地理解电磁场在波导中的传播规律，为相关领域的设计和优化提供有力的支持。

matlab入射平面极化电磁波

matlab入射平面极化电磁波matlab入射平面极化电磁波摘要：本文将介绍有关matlab入射平面极化电磁波的概念和应用。

我们将从基础知识着手，讨论平面波、极化和电磁波的相关概念。

我们将介绍matlab这一强大的计算工具，并探讨如何利用matlab来分析入射平面极化电磁波的行为。

我们将总结这些概念，为读者提供全面、深刻和灵活地理解matlab入射平面极化电磁波的基础。

1. 引言在现代科技和通信领域中，电磁波的传播和操作是非常重要的。

而了解电磁波的极化特性是理解其行为的关键。

极化描述了电磁波在传播过程中电矢量的方向变化。

入射平面极化电磁波是一种极为常见且广泛应用的电磁波类型，其对许多应用领域均具有重要意义。

2. 平面波介绍平面波是一种基本的电磁波形式，其电场和磁场分布在垂直于传播方向的平面上是均匀且具有相同的振幅和相位。

平面波的传播方向可以用一个矢量来描述，该矢量被称为传播矢量k。

平面波的传播速度和频率之间存在着一定的关系，由光速常数c决定。

平面波还可以通过极化状态来描述，极化状态决定了电场矢量的方向。

3. 极化介绍极化描述了电矢量的方向和振动特性。

电矢量的方向决定了电磁波的极化状态。

电磁波可以分为线性极化、圆极化和椭圆极化等不同类型。

其中，入射平面极化电磁波是指电场矢量与传播方向垂直的电磁波。

4. matlab的介绍matlab是一种强大的数学计算和分析工具，广泛应用于科学和工程领域。

它提供了许多函数和工具箱，方便用户进行各种数学和科学计算。

在电磁波领域，matlab可以用于进行波动方程求解、电场分布分析和极化特性计算等。

5. 利用matlab分析入射平面极化电磁波在matlab中，我们可以使用波动方程求解方法来模拟和分析入射平面极化电磁波的行为。

我们可以通过定义传播矢量k和入射角度等参数来表示入射平面波。

利用matlab提供的函数和工具箱，我们可以计算出入射平面波在不同介质中的传播行为、反射和折射等现象。

基于MATLAB的电磁波极化波仿真教学

基于MATLAB的电磁波极化波仿真教学作者：肖汉光赵明富钟年丙汤斌宋涛罗彬彬来源：《教育教学论坛》2016年第15期摘要：本文针对“电磁场与电磁波”课程教学难点，以电磁波极化特性为例，提出利用MATLAB实现线极化、圆极化和椭圆极化等现象的仿真，同时对左旋和右旋圆极化波进行了仿真和模拟，得到空间各点电场矢量随时间的变化规律。

通过形象直观的动画，帮助学生理解深奥的理论知识，有效辅助理论教学。

关键词：电磁场；电磁波；教学改革；仿真教学中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2016）15-0167-02“电磁场与电磁波”课程是电子信息科学与技术专业和通信工程专业本科生必修的一门重要的专业核心基础课。

该门课程的理论性很强，概念抽象，特别是电磁波部分的对学生的数学知识及其应用能力要求很高，所以“教”与“学”的难度很大，借助软件编程是行之有效的方法。

MATLAB科学计算软件因其编程高效、可视化好、交互性强、仿真逼真等优点，在大学教育和科学研究中的应用也日益广泛。

我们在“电磁场与电磁波”课程建设中，在教学方法和手段上借助MATLAB软件进行了一些的改革与建设，取得了良好的效果。

本文通过电磁波极化特性的实例介绍了MATLAB在电磁场与电磁波教学中的应用。

一、电磁波的极化特性电场强度方向随时间变化的规律称为电磁波的极化特性。

平面电磁波极化分为线极化、圆极化和椭圆极化。

两个相互正交的、频率相同、振幅不同、相位相同的线极化平面波，可以合成线极化平面波。

三、仿真结果运行以上代码，可以得到在不同时间点上，电场矢量的端点合成运动轨迹，线极化、圆极化和椭圆极化分别如图1、图2和图3所示。

图4为传播方向为x轴的左旋圆极化波，表示空间各点电场在不同时刻时的运动轨迹。

四、结论通过以上电磁波极化特性实例的仿真，展示了MALTAB科学计算软件在电磁场与电磁波课程仿真教学中的应用，仿真效果表明MATLAB可以展现数学公式的物理图像，对复杂物理过程进行生动的仿真，并以图形和动画方式呈现，使物理过程变得直观、形象、更容易理解，也激发了学生的学习兴趣，提高课堂教学质量，取得了良好的教学效果。

电磁场_Matlab实验设计1

电磁场_Matlab 实验设计1一、实验目的1）熟悉matlab 在时变电磁场仿真中的运用；2）掌握matlab 动画功能来分析时变场的极化特性二、实验原理1）原理：matlab 动画功能2）所选题目：参见汉版教材（P-323）7-21第．1．、．2．问．相关知识点：极化的概念概念：在垂直于传播方向的平面内，场的矢端在一个周期内所画出的轨迹。

在这里，我们仅以电场为例。

分类：根据场的矢端轨迹，分为线极化、圆极化、椭圆极化三类。

假设：，极化类型取决于、及、题目真空中一平面波得电磁场强度矢量为22()j z x y E a j a e π-=+1）此波属于何种极化？若是旋极化，属于指出旋向；2）写出对应磁场强度矢量；3）写出与此波旋向相反且传播方向相反的波的电场强度和磁场强度矢量。

解答：1）圆极化波，属于右旋2）22()120j z y x H a j a e ππ-=-瞬时表达式分别为：81.510/rad s ωπ=⨯2cos()2sin()22x y E a t z a t z ππωω=-+- 22cos()sin()12021202y x H a t z a t z ππωωππ=---三、实验平台 Matlab四、实验步骤程序代码：左旋圆极化clear;figure; %创建图形窗口grid on; %加网格box on; %加框架t=linspace(-4*pi,4*pi,101);z=linspace(-4*pi,4*pi,101);l=zeros(size(z));k=120*pi;for n=0:100;x1=sqrt(2)*sin(0.5*t-n/10*pi); %x=sqrt(2)*c os(0.5*t-n/10*pi)右旋y1=sqrt(2)*cos(0.5*t-n/10*pi); %y=sqrt(2)*s in(0.5*t-n/10*pi)右旋x2=sqrt(2)*cos(0.5*t-n/10*pi)/k*100;y2=-sqrt(2)*sin(0.5*t-n/10*pi)/k*100;quiver3(l,l,z,x1,y1,l,'b');hold onquiver3(l,l,z,x2,y2,l,'r');title('左旋圆极化波的传播');xlabel('x','fontsize',16) % 用16号字体标出X 轴ylabel('y','fontsize',16) % 用16号字体标出Y 轴zlabel('z','fontsize',16)view(20,30+2*n);hold offpause(0.1);end实验结果如图：图1图2图3将程序改成线极化波观察其空间分布，修改如下：x1=sin(0.5*t-n/10*pi); %x=cos(0.5*t-n/10*pi) 右旋y2=-sin(0.5*t-n/10*pi)/k*100;quiver3(l,l,z,x1,l,l,'b');hold onquiver3(l,l,z,l,y2,l,'r');title('线极化波的传播');实验图如下图1图2再将程序改成椭圆极化观察其空间分布，程序修改如下：x1=0.5*sin(0.5*t-n/10*pi);y1=cos(0.5*t-n/10*pi+pi/4);x2=0.5*sin(0.5*t-n/10*pi)/k*100; y2=-cos(0.5*t-n/10*pi+pi/4)/k*100;quiver3(l,l,z,x1,y1,l,'b');hold onquiver3(l,l,z,x2,y2,l,'r');实验结果如下：图1图2图3五、实验结果及分析1、圆极化波，从图1可以看出其按正弦波传播，从图2可以观察出其矢端在空间中的传播的轨迹为圆，图3中可以看出电场和磁场相差pi/的相位。

应用HFSS-MATLAB-API设计圆极化微带天线

应用HFSS-MATLAB-API设计圆极化微带天线
曲恒;高洪涛
【期刊名称】《杭州电子科技大学学报》
【年(卷),期】2011(031)006
【摘要】高频结构电磁场仿真软件具有使用vbs脚本语言建模的功能,而矩阵实验室不仅具有语言简单,便于读写,还有完备的科学计算和建模功能.两软件接口程序的存在,弥补了传统高频结构电磁仿真软件建模的不足,可以为设计复杂天线,或者器件做快速化建模.该文介绍了使用该接口,完成对2.45 GHz圆极化微带天线的脚本化设计,不仅给出详细的脚本程序的设计框架,也为其他更为复杂的设计对象设计做出铺垫,相信这必将进一步引起天线设计者的重视.
【总页数】4页(P9-12)
【作者】曲恒;高洪涛
【作者单位】杭州电子科技大学电子信息学院,浙江杭州310018;杭州电子科技大学电子信息学院,浙江杭州310018
【正文语种】中文
【中图分类】TN957
【相关文献】
1.应用于 C波段的宽带圆极化微带天线设计 [J], 胡文龙;姜弢
2.基于周边模场塑造的高增益5G圆极化微带天线设计 [J], 张照恒;姚斌;张建宇;李琳
3.新型顺序旋转四馈电圆极化叠层微带天线设计 [J], 傅世强;刘璐;房少军
4.应用于车载防撞雷达的圆极化微带天线阵列设计 [J], 陈冰洁;贾国柱;胡大成
5.星载L波段宽带高增益圆极化微带天线设计 [J], 隋涛;邢斯瑞;孙伟;安向东因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

FSS仿真方法_西电培训

矩形阵
¾ 三角形阵
Master / Slave
Master / Slave
¾ 任意三角形阵
¾ 六角形阵
Master / Slave
HFSS的算法与网格剖分技术是其灵活的组阵能力的保证！
FSS设计
单元选型与设计组阵设计共形FSS
FSS的常见共形载体
FSS求解配合Screening Impedance 边界条件处理整机RCS仿真时的进气道
=
Rmpq (1 − Tp2q ) 1 − Rm2pqTp2q
S mpq 21
=
Tpq
(1
−
R2 mpq
)
1− Rm2pqTp2q
Rmpq
Tpq = exp(−iγ pqd )
γ pq

为反射系数，
为传输因子。可以看出,
将随着传输因子的减小而减小.当变为纯虚数,意味着电磁
波将随离激励源的距离增加而指数衰减,从而导致S21出现极小
Floquet Port vs Wave Port
Floquet port类似于Wave port ，区别在于Floquet port
¾ 邻近的边界必须是链接边界条（LBCs，如周期性主从边界）
¾ 端口材料必须是各向同性且匀质的 ¾ 模式由解析方法生成，而非本征解
Floquet设置步骤1－画栅格向量
够传播，而对于其它情况，
高次模则能够传播。
模式数的选择
24
参考相位平面的选取
对于凋落模（γ pq 为负的纯虚数），Floquet模在方向没有相位
变化，但存在幅度的衰减，从而导致传输阻带。因为SRR异向介质的谐振响应通常表现为S21参数的极小值,故考虑SRR异向介质层的S参数

利用Matlab 模拟点电荷电场的分布的仿真实验报告

向量表示： x linspace(r0 , r0 ,100) ，在直角坐标系中可形成网格坐标：
[ X , Y ] meshgrid ( x) 。各点到原点的距离为： r X . ^ 2 Y . ^ 2 ，在Matlab中进行乘方运算时，乘方号前面要加点，表示对变量中的元素进行乘方计算。各点的电势为 U k .* q. / r ；同样地，在进行除法运算时，除号前面也要加点，同样表示对
在 Matlab 中，由以上公式算出各点的电势 U，电场强度 E 后，可以用 Matlab 自带的库函数绘出相应电荷的电场分布情况。
三、实验内容
1、画单个点电荷的平面电场线与等势线等势线就是以电荷为中心的圆簇，用Matlab画等势线更加简单。静电力常量为k=9*e9，电量可取为q=1e‐19；最大的等势线的半径应该比射线的半径小一点， r0 0.1 。其电势为 u0 k * q / r0 。如果从外到里取7条等势线，最里面的等势线的电势是最外面的3倍，那么各条线的电势用向量表示为： u linspace(1,3, 7) * u0 。从‐r0到r0取偶数个点，例如100个点，使最中心点的坐标绕过0，各点的坐标可用
zlabel('\itE_x/kQa\rm^-^2','fontsize',fs)%显示高坐标 axis tight subplot(122); surf(x,y,Ey(X,Y)) box on %紧贴轴 %创号点电荷场强\ity\rm 分量曲面','fontsize',fs)%显示标题 xlabel('\itx/a','fontsize',fs) ylabel('\ity/a','fontsize',fs) %显示横坐标 %显示纵坐标

单片机原理实验圆极化

单片机原理实验圆极化
圆极化是一种常用的天线极化方式，它可以使信号在传输过程中获得更好的传输效果。

在单片机原理实验中，我们可以通过一些简单的操作来实现圆极化，提高信号传输的质量和稳定性。

我们需要了解什么是极化。

在无线通信中，极化是指电磁波传播方向的特性。

常见的极化方式有水平极化、垂直极化和圆极化。

在圆极化中，电磁波的振动方向会随着时间呈圆形旋转，这种极化方式可以更好地适应信号传输中的多路径传输和多普勒效应，提高信号的稳定性和可靠性。

要实现圆极化，我们可以通过调整天线的方向和极性来实现。

在单片机原理实验中，我们可以通过控制单片机输出的信号来控制天线的极性。

通过改变信号的相位和幅度，我们可以实现圆极化信号的发射和接收。

在实验中，我们可以设计一个简单的电路，通过单片机控制信号的相位和幅度，然后将信号输出到天线上。

通过调整信号的相位和幅度，我们可以观察到天线发射的信号的极化方式，从而实现圆极化。

除了实现圆极化，单片机原理实验还可以帮助我们深入了解天线的工作原理和信号传输的机制。

通过实验，我们可以学习到天线的调节方法和信号传输的优化技巧，为我们今后的工程实践打下坚实的基础。

总的来说，通过单片机原理实验实现圆极化可以帮助我们更好地理解天线极化的原理和应用。

通过实验，我们可以掌握调节天线极化的方法，提高信号传输的质量和稳定性，为无线通信技术的发展做出贡献。

希望大家能够通过实验不断深入学习，探索更多有关天线和信号传输的知识，为科技进步贡献自己的力量。

基于HFSS的圆极化电磁波虚拟仿真教学案例设计

基于HFSS的圆极化电磁波虚拟仿真教学案例设计
李迎松;胡永兵;王清华;孟露露
【期刊名称】《实验室研究与探索》
【年(卷),期】2024(43)2
【摘要】为提升教学效果,解决学生理解电磁场与电磁波中抽象的圆极化概念带来的教学问题,采用高频结构仿真器模拟圆极化电磁波产生,设计圆极化天线虚拟仿真实验教学案例。

在虚拟仿真实验教学中,采用图形和数据解释圆极化波产生过程,学生可理解圆极化天线和分析圆极化波的特性,透彻理解圆极化波的产生和圆极化天线的设计。

通过可视化的圆极化波虚拟案例教学,不仅能够帮助学生理解抽象的圆极化概念问题,还能激发学生学习电磁场与电磁波的兴趣。

【总页数】5页(P85-88)
【作者】李迎松;胡永兵;王清华;孟露露
【作者单位】安徽大学电子信息工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】TP391
【相关文献】
1.基于HFSS的小型圆极化GPS微带天线设计与仿真
2.基于HFSS的0.93GHz圆极化陶瓷微带天线的仿真研究
3.基于HFSS的圆极化微带天线的设计和仿真
4.基于HFSS的电磁场与电磁波教学虚拟实验研究
5.基于CST的涡旋电磁波虚拟仿真实验教学案例探讨
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圆极化波及其MATLAB仿真_西电