Matlab在电磁场与电磁波实验教学中之应用

《Matlab在电磁场与电磁波实验教学中之应用》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、万方数据第29卷第2期2010年2月实验室研究与探索RESEARCHAN『DEXPLORATIONINLABORATORYV01．29No．2Feb．20lOMatlab在电磁场与电磁波实验教学中之应用吕秀丽，牟海维，李贤丽(大庆石油学院电子科学学院，黑龙江大庆163318)摘要：根据电磁场与电磁波课程的现状，在实验教学中引入Matlab软件，利用Matlab的图形技术对时变电磁场的空间分布进行仿真。对理想介质的电磁波传播和矩形波导中的TE。。模的场结构进行了动态仿真。实践证明，将抽象的电磁场概念形象化、可视化，大大加深了学生对电磁

2、波传播特性的理解，取得了很好的教学效果。关键词：电磁场与电磁波；Matlab；仿真中图分类号：TP391文献标识码：A文章编号：1006—7167(2010)02—0110—03ApplicationofMatlabinExperimentalTeachingofElectromagneticFieldsandWavesL￡7Xiu．1i，MUHai—wei，LIXian—Ii(CollegeofElectronicScience，DaqingPetroleumInstitute，Daqing163318，China)Abstrac

3、t：Basedonthepresentstateoftheexperimentofelectromagneticfieldsandwavescourse，Matlabsoftwarewasintroducedtosimulatethespatialdistributionoftime—varyingelectromagneticfieldsinexperimentalteaching．Thepropa-gationofelectromagneticwavesinaperfectmediumandTElomodelofrectangu

4、larwaveguideweregiVen．Thepracticeprovesthatvisualizingabstractconceptsofelectromagneticfieldscanenhancestudents’understandingofthepropagationcharacteristicsofelectromagneticwavesandachieveaverygoodteachingeffect．Keywords：electromagneticfieldsandwaves；Matlab；simulation1

5、引言电磁场与电磁波是电子信息类专业本科生必修的一门重要专业基础课，主要研究电磁场与电磁波的基本属性、运动规律及其工程应用等。与移动通信、卫星通信、电磁干扰与电磁兼容、射频电路的设计与开发等课程联系紧密，所以该课程对电子信息类专业人才的培养至关重要¨】。由于该课程理论性强，数学基础要求高，概念抽象，同时，电磁场看不见、摸不到，学生学习时感到非常困难。针对这种状况，在教学中，对该课程的教学方法进行了多次改进，在理论教学中采用多媒体教学，利用Matlab工程应用软件，演示部分电磁收稿日期：2009—03—18薹垒项目：黑龙江省新世纪高等教

6、育教学改革工程项目作青篱介：吕秀丽(197l一)，女，黑龙江安达人，博士，副教授，系主任，主要从事效字图像处理、电磁场与电磁波和数字信号处理的教学和科研。Tel．：13945606394；E-mail：hd．．20041231@163．com场的运动规律，使课堂教学形象生动；在实验教学中也引入Matlab，让学生编程实现动态电磁场运动规律的仿真，使学生既加深了对抽象电磁场运动规律的理解，又掌握了Madab软件编程，也拟补了实验教学上的不足。2Matlab的图形技术Mathb是MathWorks公司研发的一款主要用于科学与工程计算的软

7、件工具，具有强大的矩阵运算、数据处理和图形显示功能。Matlab拥有大量简单、灵活、易用的二维、三维图形函数以及丰富的图形表现能力，为各种科技专业图形的绘制带来了方便∞训。电磁场三维空间分布仿真中，常使用基本函数plot3()绘制三维立体曲线图；等值线函数contour3()绘制标量电位场图；箭头图函数quiver3()绘制矢量场图；网格生成函数meshgrid()生成绘制图形的三维xyz空间格点矩阵，即建立xyz坐标系的聋，Y和二的取万方数据第2期吕秀丽，等：Matlab在电磁场与电磁波实验教学中之应用值范围和取值间隔，确定空间各

8、点的坐标位置。Matlab拥有对三维图形的多种精细控制，如视角控制函数view()，可以任意设置三维空间图形视点的方位。Matlab还提供了先存储一系列基本图形，然后按次序重放的动画显示功能。利用getframe()函数捕获当前画面，