湖南大學(xué)電磁場與電磁波實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

1、湖南大學(xué)電磁場與電磁波實(shí)驗(yàn)內(nèi)容作者： 日期：電磁場與電磁波課程實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)一： T 形波導(dǎo)的內(nèi)場分析與優(yōu)化設(shè)計(jì)1、HFSS 安裝；2、T 形波導(dǎo)的內(nèi)場分析與優(yōu)化設(shè)計(jì)，具體過程見 HFSS 電磁仿真設(shè)計(jì)應(yīng)用詳 解第 2 章；3、熟悉 HFSS 工作界面 HFSS電磁仿真設(shè)計(jì)應(yīng)用詳解第 3 章4、熟悉中的建模操作 HFSS電磁仿真設(shè)計(jì)應(yīng)用詳解第 4章 4.1-4.5實(shí)驗(yàn)二： HFSS 軟件的基本操作1、熟悉邊界條件和激勵(lì)5.3.7HFSS電磁仿真設(shè)計(jì)應(yīng)用詳解第 5 章 5.1、5.2.1-2、5.2.11、5.3.1-2、2、熟悉 HFSS 網(wǎng)格剖分和分析設(shè)置HFSS電磁仿真設(shè)計(jì)應(yīng)用詳解第6章3、熟悉

2、 HFSS 的數(shù)據(jù)后處理 HFSS電磁仿真設(shè)計(jì)應(yīng)用詳解第8章4、均勻平面波對理想導(dǎo)體和理想介質(zhì)平面的垂直入射 （教材第六章相關(guān)內(nèi)容 ）建立如上圖所示的空氣長方體 （1mm3mm 8mm）,兩側(cè)邊為 PerfH 邊界，上下 底面為 PerfE邊界，前端口為 Port 激勵(lì)，后端口分別設(shè)置為： （1）PerfE邊界 模擬均勻平面波入射到理想導(dǎo)體，動(dòng)態(tài)演示空氣體中的駐波； （2）Imped 邊 界，設(shè)置邊界阻抗值， 動(dòng)態(tài)演示空氣體中的電場的行駐波。 右鍵點(diǎn)擊 Analysis 選擇 add Solution Setup見下圖實(shí)驗(yàn)三：均勻平面電磁波波對介質(zhì)板的垂直入射及電磁參數(shù)提?。?）點(diǎn)“HFSS”

3、選擇“Design Properties點(diǎn)左”下,角“Add”在彈出的 窗口中輸入：點(diǎn) OK，然后繼續(xù)點(diǎn)“Add”添加 d和 d1等兩個(gè)變量如下圖所示2）點(diǎn)“Draw”選 擇“Box”，隨便建立一個(gè)長方體，右鍵點(diǎn)擊 Box，在彈出的菜單中選擇“Assign Material ， 在”彈出的窗口任選一種非 vaccum的材 料，并記住其介電常數(shù)和磁導(dǎo)率。雙擊 CreatBox修改 Box 屬性為同樣再建立一個(gè) Box ，其材料為 Vaccum，修改其屬性為：3）設(shè)置邊界條件和激勵(lì)如下圖所示PerfH注意與電場積分線垂直的兩個(gè)平面設(shè)置為 PerfE 邊界，與其平行的兩個(gè)平面設(shè)置為 PerfH 邊界

4、此外， Port 端口設(shè)置時(shí)，注意點(diǎn)中 Deembed，并設(shè)置如下4）右鍵點(diǎn)擊 Analysis 選擇 add Solution Setup見下圖右鍵點(diǎn)擊 Setup1，選擇 Add Frequency sweep任務(wù)：1、 計(jì)算透射系數(shù)和反射系數(shù)2、 根據(jù)透射系數(shù)和反射系數(shù)，反算該物質(zhì)的折射率和阻抗右鍵點(diǎn)擊 Properject manage中的 Result，選中 output variables，在彈出的窗口 中，根據(jù)下式新建變量 indx（折射率 ）；Impd（阻抗 ），eps（介電常數(shù) ），mu（磁導(dǎo) 率）（注意這里的 d 為介質(zhì)厚度，對應(yīng)模型中的 d1）eps=indx/impd;

5、 mu=indx impd右鍵 Result-create modal solution data report-rectangular plotcategory選中 output variables， Quantity 選中 eps,Function同時(shí)選 re 和 im，畫出介電常數(shù) eps的實(shí)部和虛部，同樣的方法，畫出 mu 的實(shí)部和虛部 如果發(fā)現(xiàn)計(jì)算得到的 eps 和 mu 是曲線如下圖所示 （之前選擇了材料 silicon， eps=11.9，mu=1.0），修改 d1=2mm,重新計(jì)算在看結(jié)果并分析為什么。實(shí)驗(yàn)四：導(dǎo)行電磁波與電磁輻射1、 微波吸收材料吸波性能優(yōu)化1）將附件提供的吸

6、波材料C:Absorb.amat 復(fù)制到你的材料庫目錄，一般在PersonalLib ?！保?）點(diǎn)“HFSS”選擇“Design Properties點(diǎn)左”下,角 “Add”在彈出的窗口 中輸入以下變量3） Draw-Box，設(shè)置材料為之前導(dǎo)入的 Absorb1，再另外建立一個(gè)長方體，設(shè)置材料為 Vacuum,并將屬性修改為（4）如圖所示，在 Vaccum的長方體建立一個(gè) Port激勵(lì)端口， Port 端口對面 設(shè)置為 PerfE 界面模擬吸波材料涂覆在金屬表面上 。其他邊界條件設(shè)置如下： 與電場積分線垂直的兩個(gè)平面設(shè)置為 PerfE 邊界，與其平行的兩個(gè)平面設(shè)置 為 PerfH 邊界。右鍵點(diǎn)

7、擊 Setup1，選擇 Add Frequency sweep(5) 右鍵點(diǎn)擊 Optimetrics AddParametric點(diǎn) Add，在彈出的窗口填入如下設(shè)置，然后點(diǎn) Add ，再點(diǎn)右下角 OK設(shè)置結(jié)果為：最后點(diǎn)確定退出計(jì)算 2mm, 2.5mm和 3mm 厚度下吸波材料的反射損耗。(6) 運(yùn)行結(jié) 束后， 右鍵點(diǎn) 擊 Results Create Modal Solution Data ReportRectangular Report,點(diǎn)左下角的 Output Variables,在Name和 Expression分 別輸入 RL 和 mag(S(1,1)2,然后再點(diǎn) Add,點(diǎn) Done.在返回的窗口選擇 ：Category：點(diǎn) Output Variable; Quantity: RL; Function:dB10最后點(diǎn)下面的 New Report，即可得到該吸波材料的反射損耗 RL，RL 為-10dB 表 示電磁波入射到該吸波材料后，反射波僅為入射波的 10-1 即 90%的能量被 吸收，如果 RL 為-20dB 則表示反射波僅為入射波的 10-2即 99%的能量被吸 收。7）通過在吸波材料