利用Matlab实现矩形波导电磁场分布图的绘制

利用Matlab实现矩形波导电磁场分布图的绘制（附源程序）

通过Matlab计算并绘出任意时刻金属矩形波导的主模TE10模的电磁场分布图。波导

尺寸、工作频率及时刻均由外部给定。

A. 矩形波导中传输的主模为

TE10模。设金属波导尺寸为a*b，TE10模的截止波长为2*a。其电磁场分量可推导表示如下：

（1-1）上式中各参量如下，

(1-2)

B. 用Matlab画电磁力线的步骤：

1. 由外部给定的波导尺寸、工作频率参照（1-2）式计算得到参量。

2. 由外部给定的绘图精度，分别确定电场和磁场的坐标点。按照公式（1-1）计算

得到电场、磁场的分量。

3. 用quiver3函数，绘制磁场分布。允许图像叠加。

4. 用quiver3函数，绘制电场分布。不允许图像叠加。

C. 三维的电力磁力线分布效果图

C •附程序清单

rectwavestrct1(22.86,10.16,6,1,9.84*10A9,0.03); %main

function rectwavestrct1(ao,bo,d,H0,f,t)

%画矩形波导场结构所有计算单位为米输入为毫米 %f 10 工作频率/波长

%lg 波导波长 %lc TE10模截止波长 %a b

波导尺寸 %c 传输方向这里取为波导波长 %d

采样精度

%t

t 时刻的场结构图

a=ao/1000; b=bo/1000;

0 04.5

0 04

5

2 o o O.

三三一 • 二二三

• 二匚三?匚二

：

w a - 三

一

^^^一

二

三

一hi

0.015

l a y

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o o 01

o.

6

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-

遁导宽边3

005

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三二专二言曰 氤

二二三

二

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M r 换

0 02^

□ 01 -

、

-0 01-3, -Q Q1 ”

Ic=2*a; %TE10截止频率

l0=3*10A8/f;

u=4*pi*i°A(_7)；

if(l0>lc)

return;

eIse

cIf;

Ig=I0/((1-(I0/Ic)A2)A0.5);

c=Ig;

B=2*pi/Ig;

w=B/(3*10A8);

x=0:a/d:a;

y=0:b/d:b;

z=0:c/d:c;

[x1,y1,z1]=meshgrid(x,y,z);

%mesh(x1,y1,z1);

hx=-B.*a.*H0.*sin(pi./a.*x1).*sin(w*t-B.*z1)./pi;

hz=H0.*cos(pi./a.*x1).*cos(w*t-z1.*B);

hy=zeros(size(y1));

quiver3(z1,x1,y1,hz,hx,hy,'b');

hoId on;

x2=x1-0.001;

y2=y1-0.001;

z2=z1-0.001;

ex=zeros(size(x2));

ey=w.*u.*a.*H0.*sin(pi./a.*x2).*sin(w*t-B.*z2)./pi;

ez=zeros(size(z2)); quiver3(z2,x2,y2,ez,ex,ey,'r');

xlabel('传输方向');

ylabel('波导宽边a');

zlabel('波导窄边b');

hold off;

end

%-- End Code