基于Matlab模拟传输线上电磁波仿真

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⛄ 内容介绍

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.

⛄ 部分代码

function trace=CalculateWave(time,numT,oumiga,beta,z,len,lambda,numLambda,T,A,Z0,ZL)

%计算波的瞬时图，储存在矩阵M里面返回

trace1=moviein(length(time));%用来记录波的动态图片

for i=1:length(time)

    t=time(i);

    tempt=exp(j*oumiga*t);%时间因子

    tempz1=exp(j*beta*z);%正向传播的波的空间因子

    tempz2=exp(-j*beta*z);%负向传播的波的空间因子

    V1=A;%正向传播的波的振幅

    GamaL=(ZL-Z0)/(ZL+Z0);%负载的反射系数

    V2=V1*abs(GamaL);%负向传播的波振幅

    wave1=V1*tempt*tempz1;%复数形式的波表达式，还要乘以e指数因取实部才能得到时域表达式

    wave2=V2*tempt*tempz2;%复数形式的波表达式，还要乘以e指数因取实部才能得到时域表达式

    wave1=real(wave1);

    wave2=real(wave2);

    wave=wave1+wave2;%合成波

    subplot(211)

    setaxis=[0,numLambda,-2*V1,2*V1];%绘图窗口设置

    plot(z/lambda,wave1,'color','blue');hold on;

    plot(z/lambda,wave2,'color','black');

    quiver(0,0,1.1*len ,0);%坐标轴

    legend('正向波','反向波');

    xlabel('z/lambda');

    title(['传输线上正负方向传播的波','  ','ZL=',num2str(ZL),'  ','time=',num2str(t/T),'T']);

    set(gca,'XDir','reverse')% 翻转X轴

    hold off%清除上一帧动画

    subplot(212);%绘制合成波

%     plot(z/lambda,wave,'color','red');hold on;

    plot(z/lambda,abs(wave),'color','red');hold on%取了绝对值波形

    quiver(0,0,1.1*len ,0);hold on;%画一条坐标轴

    title(['传输线上面的合成波','  ','ZL=',num2str(ZL),'  ','time=',num2str(t/T),'T']);

    xlabel('z/lambda');

    axis(setaxis);

    set(gca,'XDir','reverse')% 翻转X轴

    hold off;

    pax=getframe();

    trace(i)=pax;%保存图窗

end

end

⛄ 运行结果

⛄ 参考文献

[1] 肖汉光, 赵明富, 钟年丙,等. 基于MATLAB的电磁波极化波仿真教学[J]. 教育教学论坛, 2016(15):2.

[2] 张秋菊, 李丽芬, 李扬. 基于Matlab的均匀平面电磁波的仿真[J].  2013.

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