电磁场课设 - 图文

成 绩 评 定 表

学生姓名 专 业 左祥 班级学号 1403030224 电子信息工程 课程设计题目 磁偶极子天线的近区场计算 评 语 组长签字： 成绩 日期 2016 年 7 月5 日

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课程设计任务书

学 院 学生姓名 课程设计题目 信息科学与工程学院 左祥 专 业 班级学号 电子信息工程 1403030224 电磁场与电磁波仿真设计-----磁偶极子天线的近区场计算 实践教学要求与任务: 1) 利用电磁场仿真软件maxwell 完成典型电磁产品仿真设计； 2) 完成几何建模、材料选择、边界条件设置、加载激励及场的求解等 3) 在maxwell环境下进行仿真设计，并给出最后的场图及对应的参数。 工作计划与进度安排: 第1天： 1. 布置课程设计题目及任务。 2. 查找文献、资料，确立设计方案。 第2-3天： 1. 安装maxwell软件，熟悉maxwell软件仿真环境。 2. 在maxwell环境下建立几何模型，学会材料选择、边界条件设置及加载激励。 第4天： 1. 在maxwell环境下完成典型电磁产品仿真设计，并给出最后的场图及对应的参数。 第5天： 1. 课程设计结果验收。 2. 针对课程设计题目进行答辩。 3. 完成课程设计报告。 指导教师： 专业负责人： 学院教学副院长： 2016年6月27日 2016年6 月27日 2016年6 月27日

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目 录

1.课程设计的目的与作用 ....................................................................................................................................4

1.1设计目的： .............................................................................................................................................4 2 设计任务及所用Maxwell软件环境介绍 .......................................................................................................4

2.1设计任务： .............................................................................................................................................4 2.2 Maxwell软件环境： ..............................................................................................................................5 3电磁模型的建立 ................................................................................................................................................5

3.1建模 .........................................................................................................................................................5

3.1.1创建线圈 ......................................................................................................................................6 3.1.2创建计算区域Region .................................................................................................................7 3.1.3创建激励电流加载面 ..................................................................................................................7 3.2设置激励 .................................................................................................................................................7

3.2.1设置辐射边界Radiation Boundary .............................................................................................9 3.2.2将region的半径表示为l的函数 ...............................................................................................9 3.2.3设置表面剖分的近似原则 ..........................................................................................................9 3.2.4 Maximum surface deviation .......................................................................................................10 3.2.5 Maximum normal deviation .......................................................................................................10 3.2.6 Aspect ratio.................................................................................................................................10 3.2.7 创建计算区域的外表面 ...........................................................................................................11 3.3设置计算参数 .......................................................................................................................................11 3.4.设置自适应计算参数 ...........................................................................................................................11 3.5 Check & Run .........................................................................................................................................12 3.6计算辐射电阻 .......................................................................................................................................13

3.6.1创建平均Poynting矢量的计算表达式 ....................................................................................13 3.6.2求边界上的辐射功率 ................................................................................................................14 3.6.3计算辐射电阻 ............................................................................................................................15 3.7查看辐射边界上的Poynting矢量图 ...................................................................................................15 4 电磁模型计算及仿真结果后处理分析 .........................................................................................................15 5 设计总结和体会 .............................................................................................................................................16 6 参考文献： .....................................................................................................................................................17

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1.课程设计的目的与作用

1.1设计目的：

电磁场与电磁波课程理论抽象、数学计算繁杂，将Maxwell软件引入教学中，通过对典型电磁产品的仿真设计，并模拟电磁场的特性，将理论与实践有效结合，强化学生对电磁场与电磁波的理解和应用，提高教学质量。

1.2设计作用：

磁偶极子天线的近区场计算。 让我们更好的理解与掌握Maxwell这个软件的作用，提高了我们的耐心，同时能看见电场线仿真出来的效果，使我们更加清楚电场线的分布。能对结果进行总结和分析。了解了我们所做题目的原理步骤。让我们对电磁场的学习深化，以便以后的学习更加容易。熟练使用Ansoft Maxwell 仿真软件，对电场、磁场进行分析，了解所做题目的原理。利用Ansoft Maxwell软件仿真简单的电场以及磁场分布，画出电场矢量E线图、磁感应强度B线图，并对仿真结果进行分析、总结。将所做步骤详细写出，并配有相应图片说明。

2 设计任务及所用Maxwell软件环境介绍

2.1设计任务：

计算如下图所示所受磁偶极子线圈的近区场在边界上的坡印廷矢量及其辐射电阻。要求理解并掌握辐射边界的使用。

其中电流环的内径r=9.5mm, 外经R=10mm，线圈材料为铜（copper）。环内通的电流为 I=1A。

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