基于MATLAB的电磁辐射数据分析与仿真

论文摘要

本文对电磁辐射的各种状态进行理论分析和数学物理描述,对磁辐射中各种典型状态进行数值分析和仿真,达到对电磁辐射理论的论证。电磁场与电磁波的客观规律用麦克思韦方程组和其他一些数学表达式描述。通过数学物理分析和数学建模、运算建立正确的、相对准确的物理模型,本文引入了专门用于科学和工程计算和可视化的高性能工具软件MATLAB。基于MATLAB的数学功能,直观的表现出电磁场在空间中的状态,绘制出多种图形,使电磁场三维图形的表现灵活自如。本文对电磁场中电磁辐射的内容进行研究与分析,对电磁辐射的几种基本模型进行了仿真实现。MATLAB作为用于科学和工程计算和可视化的通用工具软件,它集数值分析与图形显示与一体,构成一个便利实用的用户环境。本文对电磁场与电磁波进行了数学物理分析,同时进行可视化仿真,把复杂的场态具体的描述了出来。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景和意义
• 1.2 研究内容
• 1.3 目标和贡献
• 1.4 内容安排
• 第二章 电磁辐射理论知识
• 2.1 电磁辐射物理原理
• 2.1.1 电磁场的产生及性质
• 2.1.2 电磁波的干涉、绕射、反射、透射
• 2.2 麦克斯韦方程
• 2.3 电与磁的对偶性
• 2.4 电流元辐射
• 2.4.1 近区场
• 2.4.2 远区场
• 2.4.3 近区场与远区场划分的意义
• 2.5 天线的方向性
• 2.6 对称天线辐射
• 2.7 天线阵辐射
• 第三章 MATLAB概论
• 3.1 MATLAB简介
• 3.1.1 MATLAB的语言特点
• 3.1.2 MATLAB的主要组成部分
• 3.2 MATLAB开发环境
• 3.3 M文件编辑器
• 第四章 基于MATLAB的电磁辐射数据分析与仿真
• 4.1 电磁辐射二维典型问题的仿真
• 4.1.1 MATLAB中二维曲线绘图的基本操作
• 4.1.2 模型1:二维平面电磁波问题的分析
• 4.1.3 模型2:间距为λ/2的十二元均匀端射阵的分析
• 4.1.4 模型3:螺旋天线的仿真
• 4.2 电磁辐射三维典型问题的仿真
• 4.2.1 MATLAB中三维曲线绘图的基本操作
• 4.2.2 模型4:电流元天线辐射的仿真
• 4.3 GUI和动画对电磁辐射问题的仿真
• 4.3.1 MATLAB动态图形基本操作
• 4.3.2 图形用户界面GUI的实现与说明
• 4.3.3 模型5:对称天线辐射的综合仿真
• 4.4 程序的调试与优化
• 4.5 小结
• 结论
• 参考文献
• 致谢