磁偶极子天线的近区场计算

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1、成绩评定表学生姓名赵冰班级学号1303110101专业电气工程及其自动化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20年月日10课程设计任务书学院自动化与电气工程学院专业电气工程及其自动化学生姓名赵冰班级学号1303110101课程设计题目工程电磁场与波仿真设计-----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

2、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：201年月日专业负责人：201年月日学院教学副院长：201年月日10目录1.课程设计的目的与作用11.1设计

3、目的11.2设计作用............................................................12设计任务及所用maxwell软件环境介绍12.1设计任务12.2maxwell软件环境：13电磁模型的建立24电磁模型计算及仿真结果后处理分析75设计总结和体会126参考文献13101.课程设计的目的与作用1.1设计目的：工程电磁场与波课程理论抽象、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

4、与电磁波的理解和应用，提高教学质量。1.2设计作用：工程电磁场与波主要介绍电磁场与电磁波的发展历史、基本理论、基本概念、基本方法以及在现实生活中的应用，内容包括电磁场与电磁波理论建立的历史意义、静电场与恒流电场、电磁场的边值问题、静磁场、时变场和麦克斯韦方程组、准静态场、平面电磁波的传播、导行电磁波以及谐振器原理等。全书沿着电磁场与电磁波理论和实践发展的历史脉络，将历史发展的趣味性与理论叙述和推导有机结合，同时介绍了电磁场与电磁波在日常生活、经济社会以及科学研究中的广泛应用。2设计任务及所用Maxwell软件环境介绍2.1

5、设计任务：磁偶极子线圈的近场区边界上的坡印廷矢量及其辐射电阻仿真：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=1.414A会用AnsoftMaxwell后处理器和计算器对仿真结果分析；恒定磁场力矩计算。2.2Maxwell软件环境：Maxwell是低频电磁场有限元仿真软件，在工程电磁领域有广泛的应用。它基于麦克斯韦微分方程，采用有限元离散形式，将工程中的电磁场计算转变为

6、庞大的矩阵求解，使用领域遍及电器、机械、石油化工、汽车、冶金、水利水电、航空航天、船舶、电子、核工业、兵器等众多行业，为各领域的科学研究和工程应用作出了巨大的贡献。103电磁模型的建立Project>InsertMaxwell3DDesignFile>Saveas>Dipoleantenna(工程命名为“Dipoleantenna”)选择求解器类型：Maxwell>SolutionType>Eddycurrent设置几何尺寸单位：Modeler>Units>SelectUnits:m(meters)创建线圈Draw>Tor

7、us中心点：（0,0,0）输入线圈的内径:（0.009,0,0）输入线圈的外径：（0.001,0,0）将材料设置为Copper重命名为：Coil创建计算区域RegionDraw>Sphere中心点：（0,0,0）10输入球形计算区域的半径:(0.06,0,0)材料设为vacuum创建激励电流加载面（CreateSection）SectionPlane:YZ平面Modeler>Boolean>SeparateBodies(分离两Section面)Del删除1个截面将剩下的1个截面重命名为“current”2设置激励（Assi

8、gnExcitation）选中线圈截面：currentMaxwell3D>Excitations>Assign>CurrentValue:1.414AType:soild设置涡流效应和位移电流存在区域Maxwell>Excitations>SetEddyEffects设置如下图：10设置辐射边界Radi