基于MATLAB的均匀平面波仿真
利用MATLAB图形技术实现电磁波的可视化
，电
场的表达式为，伴随的磁场。
，振幅水是良导体，电磁波在海水中的传播情况如图2所示。
图２ 海水中的传播情况
2.当f=1kHz的均匀平面波在电参数为σ=5.7×107
的铜中传输时，电磁波的传输距离，仅为海水中的万分之一。
所以，电磁波在良导体中衰减极快；电导率越大，传输距离越短。
因此，良导体中的电磁波局限于导体表面附近的区域。
当为理想导体时，电磁波不能进入导体内部。
同一媒质中不同频率波的仿真
以均匀平面波在电参数为μ=μ0,ε=81ε0,σ=4S/m的海水中传输为例，已知波沿z轴正方向传播，设，振幅为
1V/m。
趋肤深度为：
频率从10Hz到1MHz范围内，海水中趋肤深度随着频率的增加，电磁波在海水中衰减得很快。
因此，要保持低衰减，电磁波的频率必须很低。
，参数为ε1、的半空间为导电媒质、σ2。
因此，媒质1中为合成波。
综上所述，当均匀平面电磁波从一种导电媒质入射到另一种导电媒质中时，波数
对理想导体分界面的垂直入射
已知入射波电场为
无限大理想导电平面上，则反射系数Γ
被反射形成反向传播的反射波。
合成波为驻波，不发生能量传输过程，仅在两个波节间进行电场能量和磁场能的交换。
所以，垂直极化波的入射波会发生全反射，波的传播情况如图
到z=0的理想导体平面上为
，因此反射的电场为。
入
所示，图中左侧为入射波形，右。
平面波仿真实验报告
平面波仿真实验报告本实验旨在通过对平面波的仿真，掌握平面波在介质中传播的规律和特点，了解波动现象的基本原理和模型，以及掌握MATLAB仿真工具的使用方法。
二、实验内容：1. 介质中平面波的传播特点分析；2. 采用MATLAB软件进行平面波的仿真，分析不同条件下平面波的传播情况；3. 对仿真结果进行分析和对比，得出不同条件下的波动特性。
三、实验原理：平面波是一种特殊的波动形式，以平行于介质表面的方向传播。
在介质中传播时，平面波的振动方向垂直于传播方向，且波前为平面形状，波长恒定，振幅随距离变化而衰减。
平面波的传播速度与介质的物理性质相关，而与波长和振幅无关。
当平面波在介质边界处遇到折射时，会发生反射和折射现象，反射波与入射波平行，而折射波则沿着新介质的传播方向传播。
MATLAB是一种常用的科学计算软件，在波动现象的研究中也有广泛的应用。
通过建立平面波的数学模型，可以采用MATLAB进行平面波的仿真，分析不同条件下平面波的传播情况。
四、实验步骤：1. 建立平面波的数学模型，并设置不同条件下的参数；2. 使用MATLAB进行仿真，并记录仿真结果；3. 对不同条件下的仿真结果进行分析和对比；4. 撰写实验报告，总结实验结果和得出的结论。
五、实验结果与结论：通过对平面波的仿真实验，可以得出以下结论：1. 不同条件下平面波的传播情况不同，包括传播速度、波长和振幅等参数；2. 平面波在介质边界处发生反射和折射现象，反射波与入射波平行，而折射波则沿着新介质的传播方向传播；3. 通过MATLAB进行平面波的仿真，可以方便地观察和分析不同条件下的波动特性，为进一步研究波动现象提供了有效的工具和方法。
基于MATLAB电磁波传播的可视化仿真
基于MATLAB电磁波传播的可视化仿真余建立;刘双兵【摘要】The course of electromagnetic field and electromagnetic wave has the characteristics of complex theory, complete structure and abstract concept. The propagation of the electromagnetic wave is simulated visually with MATLAB language. The simulation results can display the distribution of electromagnetic waves dynamically in the free space and the dielectric interface. The simulation results are in agreement with the theory. The application of simulation animation in classroom teaching can deepen students' learning and understanding of concepts and improve classroom teaching effect.%针对电磁场与电磁波课程具有理论复杂、结构完整和概念抽象等特点, 利用MATLAB语言编程对电磁波的传播进行了可视化仿真.仿真结果能够形象动态地演示电磁波在自由空间和媒质分界面上电磁场的分布, 将仿真动画用于课堂教学中, 能够加深学生对概念的学习和理解, 可提高课堂教学效果.【期刊名称】《宜春学院学报》【年(卷),期】2018(040)012【总页数】6页(P50-55)【关键词】电磁场与电磁波;MATLAB;可视化【作者】余建立;刘双兵【作者单位】安徽省巢湖学院机械与电子工程学院,安徽巢湖 238000;安徽省巢湖学院机械与电子工程学院,安徽巢湖 238000【正文语种】中文【中图分类】G642.0“电磁场与电磁波”是电子信息工程、通信工程等专业的一门重要的必修基础课，该课程具有结构严谨、理论性强、数学公式复杂及概念抽象等特点，学生在学习过程中普遍存在理解和数学运算等方面的困难。
基于Matlab的均匀平面电磁波的仿真
基于Matlab的均匀平面电磁波的仿真李丽芬;张秋菊;李扬【期刊名称】《现代电子技术》【年(卷),期】2013(000)021【摘要】Matlab was used in the teaching of electromagnetic field and wave to simulate the distribution of EM field and the propagation of EM wave,which can visualize the abstract concepts,and promote the student′s understanding of the teaching content. The process simulation for propagation,polarization,reflection and refraction of uniform plane waves is presented in this paper.%在电磁场与电磁波的教学中，应用Matlab编程对电磁场的分布和电磁波的传输进行仿真，使得抽象的概念直观化，有助于学生对于电磁场和电磁波教学内容的学习。
着重仿真了均匀平面电磁波的传播、极化、反射和折射的动态过程。
【总页数】3页(P136-137,140)【作者】李丽芬;张秋菊;李扬【作者单位】燕京理工学院，北京 101601;燕京理工学院，北京 101601;燕京理工学院，北京 101601【正文语种】中文【中图分类】TN710-34;G434【相关文献】1.基于MATLAB的电磁波极化波仿真教学 [J], 肖汉光;赵明富;钟年丙;汤斌;宋涛;罗彬彬2.基于Matlab的电磁波极化仿真 [J], 陈洪涛3.均匀平面电磁波的极化及基于 HFSS极化状态的课堂展示 [J], 杨俊秀;赵文来;鲍佳4.基于MATLAB电磁波传播的可视化仿真 [J], 余建立;刘双兵5.基于MATLAB GUI的电磁波动态仿真 [J], 张梦娇;郑丹;刘小标;祁诗阳;李聪因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
实验一：均匀平面电磁波传播
均匀平面电磁波传播一．实验目的（1）掌握均匀平面电磁波的概念（2）熟悉matlab仿真软件的使用二．实验内容（1）编写matlab程序仿真平面电磁波程序（2）观察平面地磁波与时间的关系（3）观察平面电磁波与相位的关系（4）分析仿真中观察的数据，撰写实验报告三．实验原理等相位面为平面电磁波称为平面电磁波，如果在等相位面内电场强度与磁场强度的大小和方向均不变，则称为均匀平面波。
对于均匀平面波，各场分量仅与传播方向的坐标有关。
或者说均匀平面波的电磁场分量与传播方向相垂直的坐标无关设均匀平面波沿Z轴传播，其电场沿x轴取向，也就是沿y轴和Z轴的电场分量为零。
因此有E=axEx(z)如果电介质区是无限延伸的，则只有一个沿+z轴方向传播的均匀平面波。
此时，电场矢量一般表示为E=axE0e-jkz式中EO为一常数。
电场在时域中的表达式Ex(z，t)=|E0|cos(wt-kz+φ0)式中的(wt-kz+φ0)代表了场的波动状态，称为电磁波的相位(Phase)。
它由三部分构成。
其中，wt表示随时间变化部分；-kz表示随空间距离变化部分；中O 表示场在z=0，t=0时的状态，称为初相位。
场强也随z变化。
在任一固定时刻，场强随距离z同样按正弦规律变化，且随着时间的推移，函数的各点沿+z方向向前移动，因此称之为行波。
四．实验步骤（1）预习平面电磁波原理（2）根据系统方框图，画出仿真流程图。
（3）编写MATLAB程序并上机调试。
（4）观察平面电磁波与空间距离关系波形图。
（5）撰写实验报告。
代码clearclose allu0=4*pi*le-7;e0=le-9/(36*pi);Z0=(u0/e0)^0.5;f=le8;w=2*pi*f;k=w*(u0*e0)^0.5;phi_E=0;phi_H=0;EE=20;HH=EE/20;x=0:0.1:20;m0=zeros(size(x));gifname='mag_motion.gif';figurefor t=0:1:100Ez=EE*cos(k*x-w*t*le-9+phi_E);Hy=HH*cos(k*x-w*t*le-9+phi_H);plot3(x,m0,Ez,'b','LineWidth',2);hold on;plot3(x,Hy,m0,'r','LineWidth',2);hold offxlabel('传播方向')ylabel('磁场Hy')zlabel('电场Ez')title([平面电磁波传播示意图','t=',num2str(t),'ns'],'fontsize',14)set(gca,'fontsize',12)drawnowframe=getframe(1);im=frame2im(frame);[imind,cm]=rgb2ind(im,500);If t=0;imwrite(immd,cm,gifname,'gif');elseimwrite(immd,cm,gifname,'gif','WriteMode','append','DelayTime',0.1); endend;实验结果。
平面声波matlab
平面声波matlab
在超声成像领域，利用MATLAB进行平面波仿真是一种常见的研究手段。
平面波是指在同一平面内传播且波阵面为无限大的一种理想化声波模型。
相较于传统的聚焦超声波，平面波在超声成像时具有发射次数少、帧率高的特点，但其图像的对比度和分辨率通常较低，因为缺乏聚焦导致空间分辨率下降。
在MATLAB平台上进行平面波超声成像模拟时，通过Field II等工具箱可以设计并实现平面波的参数设定，如波长λ、模拟区域大小 h、w）、采样间隔 dx、dy）以及抽样点数 M、N）。
研究人员可通过编程生成不同倾斜角度或相位差的多个平面波，以模拟复合平面波技术，该技术能够通过后处理方法重建出具有更高对比度和分辨率的图像。
此外，在MATLAB环境中还可以进行声场的三维可视化，帮助研究者深入理解平面波在不同介质中传播的行为特征以及其对成像质量的影响，从而优化超声成像系统的性能及算法设计。
应用MATLAB设计电磁场与电磁波模拟仿真实验
第39卷 第9期 高 师 理 科 学 刊 Vol. 39 No.9 2019年 9月 Journal of Science of Teachers′College and University Sep. 2019文章编号：1007-9831（2019）09-0052-04应用MATLAB设计电磁场与电磁波模拟仿真实验凌滨，郭也，刘文川（东北林业大学 机电工程学院，黑龙江 哈尔滨 150040）摘要：由于电磁场与电磁波课程在电磁波传播部分授课中的理论和概念抽象，难以理解．利用MATLAB语言编程技术，针对电磁场和电磁波传播2个方面，设计2个模拟仿真实验：均匀平面波在无界空间中的传播和设定各参数实验数据获得分界面上波形的变化．2个具体仿真实验形象地再现了均匀平面电磁波在自由空间传播状态和在2个媒介边界上的变化特征，通过实验有助于学生对电磁场和电磁波基本规律的掌握．关键词：电磁场与电磁波；MATLAB；仿真实验；均匀平面波中图分类号：O441.4 文献标识码：A doi：10.3969/j.issn.1007-9831.2019.09.014Application of MATLAB to design electromagnetic field andelectromagnetic wave simulation experimentLING Bin，GUO Ye，LIU Wen-chuan（School of Mechanical and Electrical Engineering，Northeast Forestry University，Harbin 150040，China）Abstract：The theoretical and conceptual abstraction of the electromagnetic field and electromagnetic wave course in the teaching of electromagnetic wave propagation is difficult to understand．Using MATLAB language programming technology，two simulation experiments were designed for electromagnetic field and electromagnetic wave propagation，the propagation of uniform plane wave in unbounded space and setting experimental data of each parameter to obtain the waveform change on the interface．Two specific simulation experiments vividly reproduced the variation characteristics of uniform plane electromagnetic waves in free space and the boundary of two media．The experiment helps students master the basic laws of electromagnetic fields and electromagnetic waves．Key words：electromagnetic field and electromagnetic wave；MATLAB；simulation experiment；uniform plane wave电磁场与电磁波作为电子信息和通信工程的专业基础课之一，通过实验课程的环节来加深对电磁场理论知识的理解，并且可以将课堂上所学到的理论知识在实验课中进行验证，加深理解[1-2]．由于目前教学过程中受到实验室的硬件环境的限制，在实验教学环节中以仿真验证为主，利用MATLAB软件对所学的理论知识进行实验，通过理论知识来指导实践．将两者相结合，可以达到提高学生发现并分析问题，利用所学知识解决问题能力的目的，进一步将所学的理论知识完善巩固，更加全面地了解电磁场与电磁波的概念[3-5]．MATLAB仿真软件的数据分析和数据计算的能力十分强大，将实验数据以图形的形式进行展示，提供了一个数据可视化的平台[6]．本文在电磁场与电磁波的实验教学中，利用MATLAB模拟了2种情况下的仿收稿日期：2019-04-10基金项目：东北林业大学教育教学研究课题项目（JG2016008）作者简介：凌滨（1962-），男，黑龙江哈尔滨人，副教授，硕士，从事电磁场与电磁波研究．E-mail：756595015@第9期 凌滨，等：应用MATLAB 设计电磁场与电磁波模拟仿真实验 53真实验，分别是自由空间和媒质空间中均匀平面电磁波传播波形的变化以及2种介质分界面上电磁波波形的变化．1 均匀平面波在真空和媒质中的传播仿真实验由麦克斯韦方程组可知，变化的电场和磁场相互作用下，产生的电磁波以光速在真空中传播；电磁波在理想介质中是横波，电场和磁场的方向与波的传播方向相互垂直，另外，电场方向与磁场方向也相互垂直[7]．理想介质中均匀平面电磁波的波动方程可以由麦克斯韦方程组推理得到220022200200E E tH H t e m e m ì¶Ñ-=ïï¶í¶ïÑ-=ï¶îu vu v uu v uu v （1） 若电场为线极化方式，且电磁波沿x 轴方向，可以得到22000022(()E H H Ex t t x x tm m e m ¶¶¶¶¶¶=-=-=¶¶¶¶¶¶ （2） 同理220022H Hx te m ¶¶=¶¶，这２个公式都属于波动方程．电场与磁场的传播速度，也就是电磁波在真空中的传播速度，即81/310m/s c =»´．由此可见，电磁波的传播速度（在真空中）与光速等值，理论数据和实验数据一致，这为光的电磁波理论提供了一个重要的理论依据．由波动方程 220022220022E E x tH H x t e m e m 춶=ïï¶¶í¶¶ï=ﶶî （3） 在真空中当平面电磁波的电场强度和磁场强度的频率和相位相同时，２个波动方程的瞬时表达式为m (,)cos()x x E z t e E t z w b =-r r（4）m (,)cos()x y E H z t e t z w b h=-r r （5） 其中：m x E 是电场强度振幅；w 是电磁波的圆频率；b 是相位常数；h 是本征阻抗．设计的仿真均匀平面波形波动见图 1．均匀平面波在导电媒质中具有传播特性：电媒质的典型特征是电导率 0s ¹；电磁波在导电媒质中传播时，由于传导电流J E s =的存在，同时还伴随着电磁能量的损耗；电磁波的传播特性与非导电介质中的传播特性有所不同[8-10]．电场E 、磁场H 瞬时值形式m (,)e cos()z x x E z t e E t z a w b -=-v r（6） m (,)e cos()z x y cEH z t e t z a w b j h -=--r r （7）在导电媒质中衰减常数a 、相位常数b 和本征阻抗c h分别为a = （8）b = （9）54 高 师 理 科 学 刊 第39卷1arctg 2e j c c s weh h === （10）通过改变介电参数e 、磁导率m 、电导率s 和波的频率w ，电磁波在传播中是不断变化的，设计的仿真实验波形变化见图2．应用仿真实验可以形象直观地看到均匀平面波的传播特征，并通过改变介质各参数来观察电磁波的波形变化特性．2 均匀平面波的传播、反射及透射的仿真实验电磁波在入射到不同媒质分界面上时，一部分波会在分界面上进行反射，一部分波会透过分界面．入射波（已知）＋反射波（未知）= 透射波（未知） （1） 0z <中，导电媒质1的参数为111s e m ，，；（2） 0z >中，导电媒质2的参数为222s e m ，，．沿x 方向极化的均匀平面波从媒质1 垂直入射到与导电媒质2 的分界平面上，电场和磁场的变化见图3． 媒质1中的入射波 1i im ()e zx E z e E g -=r r （11）1im i 1()e z y cEH z e g h -=r r （12）媒质1中的反射波1r rm ()e z x E z e E g -=r r（13） 1rm r 1()e z y cEH z e g h -=r r （14）媒质1中的合成波11im rm 1i r 12()()()e e z z y y c cE E H z H z H z e e g g h h --=+=-r r r r r H （15）111i r im rm ()()+()e e z z x x E z E z E z e E e E g g --==+r r r r r（16）其中传播常数1g 和波阻抗1c h为11211)j j s g we =- （17）11211c j s h we -==- （18） 媒质2中的透射波第9期 凌滨，等：应用MATLAB 设计电磁场与电磁波模拟仿真实验 5522tm t tm t 2()e ,()e zz x y cE E z e E H z e g g h --==r r r r （19）其中：传播常数2g 和波阻抗2c h为12222)j j s g we =- （20）12222c j s h we -=- （21） 改变各参数的数值，介质1，2为不同媒质时，设计的仿真实验波形见图4．改变各参数的数值，介质1为非导电媒质、2为导电媒质时，设计的仿真实验波形见图5．改变各参数的数值，介质1，2为相同电媒质时，设计的仿真实验波形见图6．通过该仿真实验系统操作，设定各参数实验数据，即获得分界面上波形的变化特征．对实验结果进行分析和解释，得到合理有效的结论．3 结束语本文提出了利用MATLAB 来完成电磁场与电磁波的仿真实验，通过仿真实验将理论教学有效地运用到实践教学中，能够使学生更加有效地理解所学的理论知识．电磁场与电磁波的仿真实验练习可以让学生对自己所学的知识有更深地理解，可以用更加灵活的方式掌握专业技能，并对所学专业的应用领域和前景有进一步的了解．在鼓励学生自己利用所学知识解决实际问题的同时，将书本知识与工程实践相结合，将复杂的电磁波问题简化，可以有效地提高授课效果． 参考文献：[1] 谢处方，饶克谨．电磁场与电磁波[M]．北京：高等教育出版社，2006[2] 刘亮元，贺达江．电磁场与电磁波仿真实验教学[J]．实验室研究与探索，2010，29（5）：30-32[3] 王明军．MATLAB 在电磁场与电磁波课程教学中的应用[J]．咸阳师范学院学报，2009，24（2）：89-91 [4] 郭瑜，虞致国．电磁场与电磁波仿真实验教学研究[J]．无锡职业技术学院学报，2018，17（2）：28-31[5] 杨明珊，谭凤杰，李志中，等．电磁场与电磁波实验仿真系统[J]．郑州大学学报：理学版， 2013，45（2）：64-67 [6] 乔世坤．Matlab 在通信课程中的仿真应用[M]．哈尔滨：东北林业大学出版社，2017 [7] 马冰然．电磁场与微波技术[M]．广州：华南理工大学出版社，1999[8] William Hayt，John Buck．Engineering Electromagnetics[M]．Beijing：Tsinghua University Press，2011[9] 万棣，范懿．电磁场与电磁波虚拟仿真系统的设计与开发[J]．电气电子教学，2017，39（4）：141-144[10]邓红涛，刘巧，田敏．利用仿真软件优化电磁场与电磁波教学[J]．电脑知识与技术，2014，10（4）：792-794。
电磁波在导电媒质中传播时的matlab仿真
在推广使用的同时，需要完善信息化技术应用效果评 价机制，关注使用效果反馈，淘汰无效益配置。借鉴互联 网公司的成熟经验，注重对目标群体的需求回应，使信息 化建设具备实际意义，让智能化应用成效在人民法院内外 部工作中真正体现出来。 4.5 加强信息化关键技术应用
充分整合和利用相关资源，顺应信息化时代海量数据 互联互通、即时共享的发展趋势，搭建人民法院内部数据 与外部协同数据共享平台，挖掘沉睡数据的潜力，提升法 院信息化应用智能化水平，逐步形成科技创新驱动智慧法 院建设的良好态势。 4.6 加强廉政建设和廉政教育
学效果。
2 均匀平面波在导电媒质中的传播仿真
在导电媒质中，由于电导率 σ ≠ 0，当电磁波在导
电媒质中传播时，其中必然有传导电流
，这将导
致电磁能量损耗。因而，均匀平面波在导电媒质中的传播
特性与无损耗媒质的情况不同。
导电媒质中沿正 Z 方向传播的均匀平面波的电场强
度和磁场强度的瞬时形式：
2.1 弱导电媒质中的均匀平面波
，以一频率为
10MHz 的均匀平面波在弱导电媒质中传播为例，其中
，沿传播方向衰减，仿真如图 1 所示。
通过图形可以观测到动态的均匀平面波在弱导电媒 质里面传播的特点：电场与磁场相互垂直，电场与磁场振 幅呈指数衰减速度比较慢，衰减速率由 决定，且电场与 磁场不同相位。运用 matlab 中的按键命令 rotate 3D 可以 观测电场、磁场、传播方向之间的关系。 2.2 良导体中的均匀平面波
Matlab模拟平面电磁波传播
电磁波传播示意图。
2 应用实例
2.2用 Matlab模 拟 平 面 电 磁 波 的 传 播
2.1 Matlab在 电 磁 学 中 的 应 用
设电磁波沿 x 轴方向传播，在与 x
电磁场的理论和方法在现代工程 轴垂直的平面上，其电磁场强度各点
技术中得到了广泛应用。静电场、静 具有相同的振幅和振动方向，即 E 和 H
参考文献
https:///wiki/MATLAB https:///products/mat lab.html [1] 唐军杰等. Matlab 在电磁场可视化教 学中的应用.北京.中国石油大学理学 院,2012 [2] 张霞萍.MATLAB 8.X 程序设计及典型应 用.西安.西安电子科技大学出版社，2014.7 [3] 李丽芬等.基于 Matlab 的均匀平面电磁 波的仿真。北京.现代电子技术，2013.11
plot3(x,m0,Ez,'b','LineWidth',2); % 绘制电场传播曲线
hold on plot3(x,Hy,m0,'r','LineWidth',2); % 绘制磁场传播曲线
hold off xlabel('传播方向') ylabel('磁场 Hy') zlabel('电场 Ez') title(['平面电磁波传播示意图 ','t=',num2str(t),'ns'],'fontsize',14) set(gca,'fontsize',12) drawnow
面及与调用其它语言（包括
特殊位置，如某一特殊点或某一特殊
MATLAB仿真平面电磁波在不同媒介分界面上的入射
MATLAB仿真平面电磁波在不同媒介分界面上的入射、反射和折射一、实验目的：1、进一步学习MATLAB，初步掌握GUI界面的编程。
2、通过编程实现电磁波仿真效果图。
3、进一步理解平面电磁波的入射、反射和折射现象二、实验要求：1、以电场为例，动态演示平面电磁波的传播情况。
2、可以任意设置媒介的介电常数和入射角。
3、考虑金属导体和空气的分界面平面电磁波的入射、反射情况。
三、实验原理：电磁波从一种媒质入射到第二种媒质时，分界面使一部分能量反射回第一种媒质，另一部分能量折射到第二种媒质中，反射波和折射波得大小和相位取决于分界面两侧的媒质特性、极化方向和入射角大小等，当电磁波入射到理想导体表面时，会发生全反射。
这一过程中包括的主要原理有以下三点。
1、正弦平面波在媒质分界面的反射和折射规律波对分界面的入射是任意的，但为了方便，我们假设入射面与zox面重合。
波在z>0时发生入射和反射，在z<0时发生折射并令空间任意一点r处的入射波、反射波和折射波场强为：111(sin cos )00(sin cos )00(sin cos )00i i i i r r i t t jK r jK x z i i i jK r jK x z r r r jK r jK x z tt t E E e E e E E e E e E E e E e θθθθθθ--+--+--+⎧==⎪==⎨⎪==⎩图表 1 正弦波斜入射示意图根据在z=0的界面上电场强度的切线分量相等的边界条件，有(,,0)(,,0)(,,0)i r t E x y E x y E x y ==故必有 112sin sin sin i r t k k k θθθ== 反射定律： i r θθ= 折射定律： 12sin sin i r k k θθ= 2、 正弦平面波对理想介质的斜入射 ① 垂直极化波垂直极化波对理想介质斜入射如图所示，由折射和反射定律，我们可以得到在任意媒质中的场强。
时域有限差分法对平面TE波的MATLAB仿真
时域有限差分法对平面TE波的MATLAB仿真摘要时域有限差分法是由有限差分法发展出来的数值计算方法。
自1966年Yee 在其论文中首次提出时域有限差分以来，时域有限差分法在电磁研究领域得到了广泛的应用。
主要有分析辐射条线、微波器件和导行波结构的研究、散射和雷达截面计算、分析周期结构、电子封装和电磁兼容的分析、核电磁脉冲的传播和散射以及在地面的反射及对电缆传输线的干扰、微光学元器件中光的传播和衍射特性等等。
由于电磁场是以场的形态存在的物质，具有独特的研究方法，采取重叠的研究方法是其重要的特点，即只有理论分析、测量、计算机模拟的结果相互佐证，才可以认为是获得了正确可信的结论。
时域有限差分法就是实现直接对电磁工程问题进行计算机模拟的基本方法。
在近年的研究电磁问题中，许多学者对时域脉冲源的传播和响应进行了大量的研究，主要是描述物体在瞬态电磁源作用下的理论。
另外，对于物体的电特性，理论上具有几乎所有的频率成分，但实际上，只有有限的频带内的频率成分在区主要作用。
文中主要谈到了关于高斯制下完全匹配层的差分公式的问题，通过MATLAB 程序对TE波进行了仿真，模拟了高斯制下完全匹配层中磁场分量瞬态分布。
得到了相应的磁场幅值效果图。
关键词：时域有限差分完全匹配层MATLAB 磁场幅值效果图目录摘要 (1)目录 (3)第一章绪论 (4)1.1 课题背景与意义 (4)1.2 时域有限差分法的发展与应用 (4)2.1 Maxwell方程和Yee氏算法 (7)2.2 FDTD的基本差分方程 (9)2.3 时域有限差分法相关技术 (11)2.3.1 数值稳定性问题 (11)2.3.2 数值色散 (12)2.3.3 离散网格的确定 (13)2.4 吸收边界条件 (13)2.4.1 一阶和二阶近似吸收边界条件 (14)2.4.2 二维棱边及角顶点的处理 (17)2.4.3 完全匹配层 (19)2.5 FDTD计算所需时间步的估计 (23)第三章MATLAB的仿真的程序及模拟 (25)3.1 MATLAB程序及相应说明 (25)3.2 出图及结果 (28)3.2.1程序部分 (28)3.2.2 所出的效果图 (29)第四章结论 (31)参考文献 (32)第一章绪论1.1 课题背景与意义20世纪60年代以来，随着计算机技术的发展，一些电磁场的数值计算方法逐步发展起来，并得到广泛应用，其中主要有：属于频域技术的有限元法（FEM）、矩量法(MM)和单矩法等；属于时域技术方面的时域有限差分法(FDTD)、传输线矩阵法(TLM)和时域积分方程法等。
Matlab在电磁场与电磁波学习中的应用
Matlab在电磁场与电磁波学习中的应用裴逸菲（燕京理工学院信息科学与技术学院，河北廊坊 065201）摘要：针对电磁场与电磁波在大学课程中的理论性强、概念抽象的特点，在学习中引入matlab软件，利用matlab的仿真技术对电磁场的传输与极化进行仿真，对于具体实例给出了仿真结果，绘制了几种电磁波的传播图形和电磁波的极化图形，有助于在学习中对电磁场和电磁波传输和极化的基本规律的掌握。
关键字：电磁场;Matlab; 仿真Application of Matlab in Electromagnetic field and Wave PropagationStudyingPei Yi-fei(School of Information Science and Technology , Yanching Institute of Technology , Langfang 065201,China) Abstract:According to charatheristics of theory of strong and abstract concept inelectromagnetic field and wave studying of college, Matlab software was introduced to simulate the apatial distribution of time-varying electromagnetic fields in studying. using Matlab simulation technology for the electromagnetic field of simulation and polarization for simulation . For concrete example is given the result of simulation and draw several electromagnetic waves of polarization transmission and graphics.Key word:Electromagnetic field; matlab; simulation.0 引言《电磁场与电磁波》课程是信息工程类专业的必修的专业基础课程，具有一定的抽象性。
平面波斜入射多层介质matlab代码
平面波斜入射多层介质matlab代码以平面波斜入射多层介质为题，我们将介绍如何使用Matlab代码模拟该现象。
平面波斜入射多层介质是电磁波在不同介质边界上的反射和折射现象。
通过模拟并可视化这些现象，我们可以更好地理解平面波在不同介质中的传播特性。
我们需要了解平面波斜入射多层介质的物理原理。
当平面波以一定角度斜入射到介质边界上时，部分能量会被反射回来，部分能量会被折射进入下一个介质层。
这个过程可以通过菲涅尔公式来描述，该公式可以计算出反射和折射的振幅和相位。
为了模拟这个过程，我们可以使用Matlab中的函数来计算菲涅尔公式。
首先，我们需要定义入射波的振幅、波长和入射角度。
然后，我们可以根据菲涅尔公式计算出反射和折射的振幅和相位。
接下来，我们可以使用这些参数来计算出在每个介质层中的电磁波的振幅和相位。
根据电磁波的传播方程，我们可以使用传递矩阵法来计算每个介质层中的电场和磁场分布。
传递矩阵法是一种递推的方法，通过将每个介质层的传递矩阵相乘，可以得到整个多层介质系统的传递矩阵，从而计算出电磁波的传播特性。
我们可以使用Matlab中的绘图函数将电磁波的传播特性可视化。
通过绘制反射光和折射光的强度分布图，我们可以直观地观察到平面波在多层介质中的传播情况。
我们还可以通过改变入射角度、介质层的折射率等参数，来观察不同条件下的传播特性。
通过使用Matlab代码模拟平面波斜入射多层介质现象，我们可以更好地理解电磁波在不同介质中的传播特性。
这种模拟和可视化的方法不仅可以帮助我们深入理解物理原理，还可以为实际应用中的光学器件设计和优化提供指导。
希望本文对你理解平面波斜入射多层介质的模拟和可视化方法有所帮助。
如果你对这个领域感兴趣，可以进一步学习相关的物理原理和数值计算方法，以及探索更多的应用场景和研究方向。
平面波matlab
平面波matlab
在MATLAB中，平面波通常用于描述电磁波或声波的传播。
要在MATLAB中生成平面波，可以使用sin和cos函数来模拟波的周期性。
以下是一种可能的方法：
首先，你可以定义波的参数，比如波长、振幅、频率等。
然后，可以创建一个表示空间坐标的向量，比如x轴的坐标值。
接下来，
可以使用sin或cos函数来生成波的数值。
例如，对于沿x轴传播
的平面波，可以使用以下代码：
matlab.
% 定义波的参数。
lambda = 1; % 波长。
A = 1; % 振幅。
f = 1; % 频率。
% 创建空间坐标向量。
x = linspace(0, 10, 1000); % 从0到10生成1000个点。
% 生成平面波。
wave = A sin(2 pi x / lambda 2 pi f t);
在这个例子中，sin函数被用来表示平面波的波形。
你可以根据需要调整参数和坐标范围来生成不同类型的平面波。
此外，你还可以通过绘制波形图来可视化生成的平面波，以便更直观地理解波的特性。
除了生成简单的平面波之外，MATLAB还提供了丰富的工具和函数，可以用于处理复杂的波动现象，比如波的干涉、衍射等。
你可以进一步研究MATLAB文档中关于波动方程和信号处理的部分，以了解更多有关平面波模拟和分析的方法。
总之，MATLAB提供了丰富的工具和函数，可以帮助你生成、分析和可视化平面波，无论是用于学术研究还是工程应用，都能够满足你的需求。
matlab平面波的位相分布
matlab平面波的位相分布
平面波是一种特殊的电磁波，其电场和磁场在空间中的分布是平面波的位相分布。
在matlab中，我们可以通过数学模型来模拟平面波的位相分布，以便更好地理解和研究电磁波的性质。
我们需要了解平面波的基本概念。
平面波是一种无限延伸的波，其电场和磁场在空间中的分布是平面波的位相分布。
平面波的位相分布可以用一个复数表示，即：
E(x,t) = E0 exp[i(kx - ωt + φ)]
其中，E(x,t)表示电场强度，E0表示电场强度的最大值，k表示波矢量，ω表示角频率，φ表示初始相位。
在matlab中，我们可以通过编写代码来模拟平面波的位相分布。
首先，我们需要定义平面波的参数，包括波长、波速、角频率等。
然后，我们可以使用meshgrid函数生成一个二维网格，用于表示空间中的点。
接下来，我们可以计算每个点的电场强度，根据上述公式计算得到。
最后，我们可以使用surf函数将电场强度的分布可视化，以便更好地观察平面波的位相分布。
在matlab中，我们还可以通过调整平面波的参数来观察其位相分布的变化。
例如，我们可以改变波长、波速、角频率等参数，观察其对位相分布的影响。
此外，我们还可以将平面波与其他波进行比较，以便更好地理解不同类型的波的特点和性质。
matlab提供了一种方便、快捷的方法来模拟和研究平面波的位相分布。
通过编写代码和可视化分析，我们可以更好地理解和掌握电磁波的性质和特点，为实际应用提供有力的支持。
matlab光学仿真
MATLAB光学仿真实验报告目录一、实验目的 (3)二、实验内容 (3)三、实验原理 (3)四.实验结果（各种干涉图样，） (4)1.平面波与球面波之间的相互干涉 (4)（1）平面波与平面波方向相对的干涉 (4)（2）球面波与球面波 (5)（3）球面波与平面波 (6)2.双缝干涉 (7)（1）经典杨氏双缝干涉 (7)（2）接收屏在侧面，且二者连线与干涉面垂直 (7)3.多孔干涉 (8)（1）三孔干涉 (8)（2）四个孔干涉 (9)4.多个不同方向的平面波 (10)5.牛顿环与电磁波传播 (10)（1）牛顿环 (10)（2）模拟电磁波动画 (11)五，实验总结与感想 (11)一、实验目的通过对光学现象的仿真，加深对各种光学现象本质的理解，同时，学会利用MATLAB，这种有效工具研究物理光学。
二、实验内容这次由于时间关系，只研究了光的干涉现象，不过干涉内容很多，按照老师给的实验的提示内容，我每个都做了。
并且自己还加了一些内容。
按先后顺序非别如下：1.平面波与球面波之间的相互干涉（1）平面波与平面波方向相对的干涉，并且调整角度，方向相对干涉。
（2）球面波与球面波，这个研究的比较多，我分别研究了两个光源，三个，四个以及六个光源在与之共面的平面上的干涉，得到许多精美的图案。
（3）球面波与平面波2.经典的杨氏双缝干涉由于杨氏干涉比较重要，所以研究的时间相对较长，这个我为了更好的调整参数，采用了先输入数据的方法，之后才运行得到结果，我还增加了研究非单色光的研究。
另外，我还研究了与两个点光源连线相垂直的屏上的干涉，虽然这个不属于杨氏干涉，但是原理其实差不多。
这部分其实原理差不多，只需要设置对参数。
这部分分别研究了三孔和四孔的干涉，并且干涉屏的位置也不一样，分为与孔面平行和与孔面平行，总共四中情况，从中自己也找到了规律。
这部分研究了三个不同方向的片面波与四个方向的平面波，从中得到一些图案，找到了规律。
5.模拟电磁波传播动画（代码借鉴一本参考书的）与牛顿环为了加深对电磁波传播的理解，做了个模拟电磁波传播的动画，另外，还做了个牛顿环干涉。
基于MATLAB的均匀平面波仿真
课程设计说明书常用软件课程设计题目: 基于MATLAB的均匀平面波仿真院（部）：力学与光电物理学院专业班级：应用物理学号：学生姓名：指导教师：2017年7月2 日安徽理工大学课程设计（论文）任务书力学与光电物理学院基础与应用物理教研室安徽理工大学课程设计（论文）成绩评定表目录摘要 (5)1 绪论 01.1问题背景 01.2课题研究意义 02 均匀平面电磁波 (2)2.1定义与性质 (2)2.2理想介质中的均匀平面波方程 (2)2.3平面电磁波的瞬时值形式 (5)3 MATLAB软件及其基本指令 (7)3.1MATLAB发展历史 (7)3.2MATLAB的功能与语言特点 (7)3.3MATLAB指令 (8)4 程序设计与运行 (10)4.1设计思路与框图 (10)4.2运行结果 (11)5 项目总结 (15)6 参考文献 (16)摘要平面波是指场矢量的等相位面与波传播方向相垂直的无限大平面的一种电磁波·12。
如果平面波在均匀一致且各向同性的理想介质中将形成均匀平面波。
均匀平面波是研究电磁波的基础，研究均匀平面波传输特性有十分重要的实际意义。
然而直接观察均匀平面波是很难实现的，所以随着计算机的发展，仿真实验正在不断的发展，仿真软件通过图形化界面联系理论条件与实验过程，同时运用一定的编程达到模拟现实的效果。
于是本文用MATLAB对均匀平面电磁波在理想介质中的传播进行仿真模拟，从而可以更加形象的学习与理解电磁波的知识。
关键词：电磁波; 均匀平面电磁波; 理想介质; MATLAB; 仿真1 绪论1.1 问题背景1.1.1MATLAB软件简介MATLAB是matrix&laboratory两个词的组合，意为矩阵工厂（矩阵实验室）。
是由美国mathworks公司发布的主要面对科学计算、可视化以及交互式程序设计的高科技计算环境。
它将数值分析、矩阵计算、科学数据可视化以及非线性动态系统的建模和仿真等诸多强大功能集成在一个易于使用的视窗环境中，为科学研究、工程设计以及必须进行有效数值计算的众多科学领域提供了一种全面的解决方案，并在很大程度上摆脱了传统非交互式程序设计语言（如C、Fortran）的编辑模式，代表了当今国际科学计算软件的先进水平。
matlab光学仿真实验 13171019
光学仿真实验一．前言此次光学仿真实验，是基于matlab来进行的。
在这仿真的一系列过程中，对于光学现象出现的条件，以及干涉、衍射是光波叠加的本质都有了更深的认识。
还从中学习了matlab这一利器的知识，这两三个星期的学习是极其值得的。
二．正文1.杨氏双孔干涉学习的开端是从双孔干涉开始，在极其理想的情况下进行仿真，即忽略了孔的大小等影响因素，直接认为是俩球面波进行叠加干涉。
代码如下：clear;l=521*10.^(-9); %波长d=0.05; %俩孔的距离D=1; %孔到光屏的距离A1=1; %复振幅强度A2=1;x=linspace(-0.0001,0.0001,1000);y=linspace(-0.0001,0.0001,1000);[x,y]=meshgrid(x,y);r1=sqrt((x-d/2).^2+y.^2+D^2);r2=sqrt((x+d/2).^2+y.^2+D^2);E1=A1./r1.*exp(1i*r1*2*pi/l);E2=A2./r2.*exp(1i*r2*2*pi/l);E=E1+E2;I= abs(E).^2;pcolor(x,y,I);shading flat;colormap (gray);认为球面波位置在（d/2,0）和（-d/2,0）处，对于在光屏上任意（x,y）点计算距离，计算出每个球面波到其的复振幅，叠加求光强I。
所得图像：这是光屏很小的情况下正中心出条纹，近似于平行线。
现在来看一下大光屏下的条纹，即x，y最大都是0.1，黑白、彩色是这样的：复杂许多，与下文双缝对比明显！立体大屏下的图像为：现在讨论改变条件引起小屏条纹的变化趋势：ⅰ.波长变小为100nm，条纹变细，符合随波长增大，干涉条纹变粗，波长变小，干涉条纹变细的规律。
dⅱ.俩孔间距变大为0.1m，干涉条纹变细，符合孔间距与条纹宽度成反比的规律。
ⅲ.孔到光屏距离变大为2m，干涉条纹变粗，符合D与干涉条纹宽度成正比的规律。
matlab仿真平面电磁波的反射和干涉实验
电磁场与电磁波实验实验三平面电磁波的反射和干涉实验学院：电子工程学院班级：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19 日请务必填写清楚姓名、学号、班级及理论课任课老师。
实验三平面电磁波的反射和干涉实验一、实验目的：1.通过虚拟仿真观察并理解平面电磁波的传输特性。
2.利用平面线极化电磁波投射到介质板上产生反射波和透射波的干涉现象来了解平面电磁波传播的一些基本特性。
3.利用干涉条纹（即空间驻波）的分布学习一种测量微波波长的方法，观察在介质中电磁波的传播从而测量其相对介电常数。
二、实验装置：实验装置如图1所示，微波源与各透射板、反射板有足够的距离以保证近似为平面波。
分束板应与入射电磁波成45°，与两反射板也成45°，A、B两反射板互相垂直。
BAmA图1微波干涉仪三、 实验原理：1. 平面电磁波的传播、反射及透射电磁波在传播过程中遇到两种不同波阻抗的介质分界面时，在介质分界面上将有一部分电磁能量被反射回来，形成反射波；另一部分电磁能量可能透过分界面继续传播，形成透射波。
设分界面为无限大平面，位于z=0处。
入射波的电场和磁场分别依次为：10ˆjk z i x i E aE e −= 1011ˆjk z i y i H a E e η−=其中，0i E 是z=0处入射波的振幅，k 1和η1为介质1的相位常数和波阻抗，且有：1k =，1η=(1) 当平面电磁波向理想导体垂直入射时 如图2所示，因为介质2为理想导体，其中的电场和磁场均为零，即：20E =，20H =。
因此，介质2中没有透射波，电磁波不能透过理想导体表面，而是被分界面全部反射，在介质1中形成反射波r E 和 r H 。
图2平面电磁波向理想导体垂直入射则反射波的电场和磁场为：10ˆjk z r x r E aE e = 1011ˆjk z r y r H a E e η=−其中，0r E 为z=0处反射波的振幅，负号表示磁场方向发生了变化。
实验一MATLAB编程环境及常用信号的生成及波形仿真
实验⼀MATLAB编程环境及常⽤信号的⽣成及波形仿真实验⼀ MATLAB 编程环境及常⽤信号的⽣成及波形仿真⼀、实验⽬的1、学会运⽤Matlab 表⽰常⽤连续时间信号的⽅法2、观察并熟悉这些信号的波形和特性:3、实验内容：编程实现如下常⽤离散信号：单位脉冲序列，单位阶跃序列，矩形序列，实指数序列，正弦序列，复指数序列；⼆、实验原理及实例分析2、如何表⽰连续信号？从严格意义上讲，Matlab 数值计算的⽅法不能处理连续时间信号。
然⽽，可利⽤连续信号在等时间间隔点的取样值来近似表⽰连续信号，即当取样时间间隔⾜够⼩时，这些离散样值能被Matlab 处理，并且能较好地近似表⽰连续信号。
3、Matlab 提供了⼤量⽣成基本信号的函数。
如：（1）指数信号：K*exp(a*t)（2）正弦信号：K*sin(w*t+phi)和K*cos(w*t+phi)（3）复指数信号：K*exp((a+i*b)*t)（4）抽样信号：sin(t*pi)注意：在Matlab 中⽤与Sa(t)类似的sinc(t)函数表⽰，定义为：)t /()t (sin )t (sinc ππ=（5）矩形脉冲信号：rectpuls(t,width)（6）周期矩形脉冲信号：square(t,DUTY)，其中DUTY 参数表⽰信号的占空⽐DUTY%，即在⼀个周期脉冲宽度（正值部分）与脉冲周期的⽐值。
占空⽐默认为0.5。
（7）三⾓波脉冲信号：tripuls(t, width, skew)，其中skew 取值范围在-1~+1之间。
（8）周期三⾓波信号：sawtooth(t, width)（9）单位阶跃信号：y=(t>=0)常⽤的图形控制函数1）学习clc, dir(ls), help, clear, format,hold, clf控制命令的使⽤和M⽂件编辑/调试器使⽤操作；2）主函数函数的创建和⼦程序的调⽤；3）plot,subplot, grid on, figure, xlabel,ylabel,title,hold,title,Legend,绘图函数使⽤;axis([xmin,xmax,ymin,ymax])：图型显⽰区域控制函数，其中xmin为横轴的显⽰起点，xmax为横轴的显⽰终点，ymin为纵轴的显⽰起点，ymax为纵轴的显⽰终点。
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课程设计说明书常用软件课程设计题目: 基于MＡTLAＢ得均匀平面波仿真院（部）：力学与光电物理学院专业班级: 应用物理学号：学生姓名：指导教师：２01７年7月2 日安徽理工大学课程设计（论文)任务书力学与光电物理学院基础与应用物理教研室学号学生姓名专业(班级）应物题目基于ＭAＴＬAB得均匀平面波仿真设计技术参数1、平面波知识得复习2、ＭATLAB程序得编写3、课程设计说明书得书写20１7年6月3０日安徽理工大学课程设计（论文)成绩评定表目录摘要ﻩ错误!未定义书签。
1 绪论ﻩ错误!未定义书签。
1、1问题背景ﻩ错误!未定义书签。
1、２课题研究意义 ........................................... 错误!未定义书签。
２均匀平面电磁波ﻩ错误!未定义书签。
2、１定义与性质ﻩ错误!未定义书签。
2、2理想介质中得均匀平面波方程ﻩ错误!未定义书签。
2、3平面电磁波得瞬时值形式 .................................. 错误!未定义书签。
３ MAＴＬAＢ软件及其基本指令.. (7)３、1MAＴLAB发展历史ﻩ错误!未定义书签。
3、2ＭＡTLAＢ得功能与语言特点ﻩ73、3MATＬAB指令.............................................. 错误!未定义书签。
4 程序设计与运行ﻩ错误!未定义书签。
4、1设计思路与框图 (10)4、2运行结果ﻩ错误!未定义书签。
5 项目总结ﻩ错误!未定义书签。
6 参考文献 ..................................................... 错误!未定义书签。
摘要平面波就是指场矢量得等相位面与波传播方向相垂直得无限大平面得一种电磁波·1２。
如果平面波在均匀一致且各向同性得理想介质中将形成均匀平面波。
均匀平面波就是研究电磁波得基础,研究均匀平面波传输特性有十分重要得实际意义。
然而直接观察均匀平面波就是很难实现得，所以随着计算机得发展，仿真实验正在不断得发展,仿真软件通过图形化界面联系理论条件与实验过程，同时运用一定得编程达到模拟现实得效果。
于就是本文用MATLAＢ对均匀平面电磁波在理想介质中得传播进行仿真模拟,从而可以更加形象得学习与理解电磁波得知识.关键词:电磁波；均匀平面电磁波；ﻩ理想介质; MＡＴＬAB; 仿真１绪论1、１问题背景1、１、１ＭAＴLAB软件简介MATＬAB就是matriｘ＆laｂｏrａtory两个词得组合，意为矩阵工厂（矩阵实验室).就是由美国mａthworks公司发布得主要面对科学计算、可视化以及交互式程序设计得高科技计算环境。
它将数值分析、矩阵计算、科学数据可视化以及非线性动态系统得建模与仿真等诸多强大功能集成在一个易于使用得视窗环境中,为科学研究、工程设计以及必须进行有效数值计算得众多科学领域提供了一种全面得解决方案,并在很大程度上摆脱了传统非交互式程序设计语言(如C、Foｒtran)得编辑模式,代表了当今国际科学计算软件得先进水平。
１、1、２均匀平面电磁波特点：1．电场强度E、磁场强度H与传播方向三者之间相互垂直,成右手螺旋关系，传播方向上无电磁分量,与为横电磁波，记为TEM波；2.电场强度E与磁场强度H处处同相,两者复振幅之比为媒介得阻抗n，成为波阻抗；3.电场、磁场相位相同,等相位面为平面,等相位面垂直于传播方向；4。
顺着传播方向，场矢量得时变状态逐渐滞后。
1、2 课题研究意义仿真（Simulation）就是对现实系统得某一层次抽象属性得模仿。
人们利用不同得模型进行实验，从中得到所需得信息，然后帮助人们对现实世界得某一层次问题做出决策.建立适当得模型,在模型上进行动态实验与研究,从中获取相关信息，然后用一系列有目得、有条件得计算机仿真实验来反映系统得特征,得出数量指标，为决策者提供有关这一过程或系统得定量分析结果,作为决策理论依据。
仿真实验就是利用计算机编制实验进程得行为.采用仿真技术通过数学建模、设计虚拟仪器、虚拟实验环境观察系统模型各量得变化、过程进展、结果评估得全过程。
在仿真实验设计阶段，利用计算机进行数学仿真与数值计算,即修改、变换模型;在设备研制阶段，用已知实际部件或子系统去代替部分计算机仿真模型进行半实物仿真实验,以提高仿真实验得可信度.在系统开发得阶段，通过半实物仿真实验来修改各部件或子系统得结构与参数。
对均匀平面电磁波得仿真，可以更加直观得观察电磁波得传播得过程。
由于电磁波比较抽象又不可触摸，同时电磁波又就是动态得,每时每刻得位置与状态又在改变。
通过MATLＡB来设计对电磁波仿真，可以比较直观得观察电磁波传播得各个时刻得状态.２均匀平面电磁波2、1 定义与性质均匀平面波，就是指电磁波得场矢量只沿着它得传播方向变化,在与波传播方向垂直得无限大平面内，电场强度Ｅ与磁感应强度H得方向、振幅与相位都保持不变。
均匀平面波得波速（又称相速）与媒质特性有关.在自由空间中,波速与光速相等为:电场与磁场得量值之间有简单得关系:称为波阻抗或媒质得本质阻抗.在任意时刻,任意点上得电能密度与磁能密度相等，各占电磁总能量得一半。
对于均匀平面波,电磁能量沿着波得传播方向流动，其流动速度即为波速ｖ。
２、２理想介质中得均匀平面波方程均匀平面电磁波满足麦克斯韦方程组为:ﻩ将与代入得，ﻩ方程前两个式子都含有E与H，不便于求解。
我们可将这两个方程经过一系列数学变换综合成每个方程只含有一个变换得方程式,对第二个式子取旋度得ﻩ（2—5）将方程第一个式子代入（2—5）得:ﻩ ﻩﻩ(2－6）上式可变化为ﻩﻩﻩﻩﻩﻩ （2—７）同理,有,ﻩﻩ ﻩﻩﻩﻩ（2—8） 将带入上两式得，ﻩﻩﻩﻩﻩ (2－９) ﻩ ﻩﻩ (2-10）式（2—９)与（2—10）就就是理想介质中得电磁场方程。
也就是E 与H 应满足得波动方程。
在平面电磁波中，电磁波沿着与等相位平面垂直得方向传播。
假设电磁波沿x 轴方向传播,则各场最只就是空间坐标ｘ与时间坐标t 得函数，所以（2－９）与(２—10)式可化简为ﻩ ﻩﻩ (2-1１） ﻩﻩ ﻩ ﻩﻩ ﻩﻩ (2－１2）ﻩ方程涉及矢量问题，给求解带来了麻烦,为得到不含矢量得平面波方程,将方程在直角坐标系中展开得， ﻩy y y y x x z x y y z x x y z e tE e t E e t E e y H x H e x H z H e z H y H ∂∂+∂∂+∂∂=∂∂-∂∂+∂∂-∂∂+∂∂-∂∂εεε)()(）（ 由于电磁波沿x 轴传播，则Ｅ与H 沿y 轴与z 轴方向没有变化，上式分解后得,ﻩﻩ（２—1３）ﻩﻩ(2-14)ﻩﻩ（２—1５）ﻩ同理，对于方程则有，ﻩ（2-16）ﻩﻩﻩ（2—１7）（２—18）ﻩ由式（2—１3）与(2—16)知，Ｅx与Ｈx就是与时间无关得常量，可令其值为零。
因此对于均匀平面波,E与H都只有与波得传播方向垂直得分量,这种电磁称为横电磁波.将(2-15）与（2－1７)对x求导并分别将式(2-17)与(2-15）代入，得：ﻩﻩ同理,又有：ﻩﻩﻩ以上两组方程就就是理想介质中得均匀平面波方程。
若取ｙ轴与H方向一致，则只需前一组方程；若取ｙ轴与Ｅ方向一致,则只需后一组方程。
2、３平面电磁波得瞬时值形式假设一个均匀平面电磁波沿ｘ轴传播,电场E方向与z轴平行,由此,来推导平面电磁波得瞬时值形式.由亥姆霍兹方程：由于电场方向与ｚ轴平行，可设，得ﻩﻩﻩ其解为由边界条件决定，ﻩﻩ于就是,瞬时值形式为：ﻩ(２—19）与电场Ｅ相伴得磁场H可由求得，其瞬时值形式:其中就是媒质得本征阻抗。
于就是，均匀平面波得瞬时值得表达式得一般形式为：３ＭAＴLAB软件及其基本指令MATＬAB就是ＭAＴriｘ LABoｒatｏrｙ得缩写，就是一款由美国ＭathWｏrks公司出品得商业数学软件。
MATLＡＢ就是一种用于算法开发、数据可视化、数据分析以及数值计算得高级技术计算语言与交互式环境.MATLAB作为高性能、交互式得科学计算工具,具有非常友好得图形界面，这使得MATＬAB得应用非常广泛;同时MATLAB也提供了强大得绘图功能.3、1 MAＴLAＢ发展历史70年代中期,Cｌｅve Ｍoler与她得同事开发了ＬINPACK与EISPＡCK得Ｆoｒtrａｎ子程序库；70年代末期,Clｅve Moleｒ在新墨西哥大学给学生开线性代数，为学生编写了接口程序,这程序取名为MAＴLAB，即MAＴrｉｘＬABoraｔory;1９83年春天,工程师John Ｌittle与Mｏlｅr、Sｔeve Bangert一起开发了第二代专业版MATLAB；1９８4年，MathＷoｒks公司成立,MATLAB正就是推向市场;199２年，学生版MATLAＢ推出;１99３年，Mｉcrｏｓoft Wｉndows版MATLA Ｂ面世；1９95年,推出Linux版。
3、2 MATLAＢ得功能与语言特点3、2、１ﻩＭATLAB主要功能1、基本得数据处理2、优化与解方程3、动态过程仿真：实时得与非实时得4、数据来源:Excel、数据库、A/D等等5、嵌入式得控制：Ｐc／104与DSＰ6、神经元网络、小波分析、GA等等7、虚拟现实仿真3、2、2 ＭATLAB语言特点MＡTLAB语言就是一种交互性得数学脚本语言，其语法与C／C++类似。
它支持包括逻辑（boolen）、数值（nuｍeric）、文本(ｔexｔ)、函数柄（fuｎction ｈaｎdｌe）与异质数据容器(hetｅrogｅｎeous cｏntａｉner）在内得１５种数据类型,每一种类型都定义为矩阵或阵列得形式(０维至任意高维）执行MATLAB代码得最简单方式就是在MATＬAB程序得命令窗口(ｍand Wiｎdow）得提示符处(〉> )输入代码,MATLAB会即时返回操作结果(如果有得话)。
此时, ＭAＴＬAB可以瞧作就是一个交互式得数学终端，简单来说，一个功能强大得“计算器”。
MATLAB代码同样可以保存在一个以、m为后缀名得文本文件中,然后在命令窗口或其它函数中直接调用。
MATLAB语言具有下述显着特点：1、具有强大得矩阵运算能力：MａtriｘLaｂoraｔoｒy（矩阵实验室），使得矩阵运算非常简单.2、就是一种演算式语言3、MＡＴＬAＢ得基本数据单元就是既不需要指定维数，也不需要说明数据类型得矩阵(向量与标量为矩阵得特例），而且数学表达式与运算规则与通常得习惯相同。
4、MATLAB语言编程简单,使用方便.3、3 MAＴＬAB指令3、3、1 基本指令１、ﻩclc ：擦去一页命令窗口光标回屏幕左上角２、cｌeａr ：从工作空间清除所有变量3、Ｐlot(ｐｌｏt3)：ﻩ绘制二(三)维图形Pｌoｔ函数可以接一些参数，来改变所画图像得属性(颜色,图像元素等）。