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《電磁場與電磁波課程設(shè)計磁偶極子天線的近區(qū)場計算》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫。
1、課程設(shè)計任務(wù)書學(xué)院信息科學(xué)與工程學(xué)院專業(yè)電氣工程及其自動化學(xué)生姓名班級學(xué)號課程設(shè)計題目工程電磁場與波仿真設(shè)計_______磁偶極子天線的近區(qū)場計算實踐教學(xué)要求與任務(wù):1)利用電磁場仿真軟件maxwell完成典型電磁產(chǎn)品仿真設(shè)計；2)完成幾何建模、材料選擇、邊界條件設(shè)置、加載激勵及場的求解等3)在maxwell環(huán)境下進行仿真設(shè)計，并給出最后的場圖及對應(yīng)的參數(shù)。工作計劃與進度安排:第1天：1.布置課程設(shè)計題目及任務(wù)。2.查找文獻、資料，確立設(shè)計方案。第2-3天：1.安裝maxwell軟件，熟悉maxwell軟件仿真環(huán)境。2.在maxwell環(huán)境下建立幾何模型，學(xué)會材料
2、選擇、邊界條件設(shè)置及加載激勵。第4天：1.在maxwell環(huán)境下完成典型電磁產(chǎn)品仿真設(shè)計，并給出最后的場圖及對應(yīng)的參數(shù)。第5天：1.課程設(shè)計結(jié)果驗收。2.針對課程設(shè)計題目進行答辯。3.完成課程設(shè)計報告。指導(dǎo)教師：201年月日專業(yè)負責人：201年月日學(xué)院教學(xué)副院長：201年月日15目錄1.課程設(shè)計的目的與作用11.1設(shè)計目的：11.2設(shè)計作用：12設(shè)計任務(wù)及所用Maxwell軟件環(huán)境介紹12.1設(shè)計任務(wù)：12.2Maxwell軟件環(huán)境：23電磁模型的建立23.1建模（Model）23.1.1創(chuàng)建線圈33.1.2創(chuàng)建球形計算區(qū)域33.1.3創(chuàng)建激勵電流加載面43.1.
3、4設(shè)置激勵53.1.5設(shè)置渦流效應(yīng)和位移電流存在區(qū)域53.1.6設(shè)置輻射邊界53.1.7創(chuàng)建計算區(qū)域的外表面53.1.8仿真運行65電磁模型計算及仿真結(jié)果后處理分析65.1計算輻射電阻65.2查看輻射邊界上的Poynting矢量圖86設(shè)計總結(jié)和體會97參考文獻：9151.課程設(shè)計的目的與作用1.1設(shè)計目的：電磁場與電磁波課程理論抽象、數(shù)學(xué)計算繁雜，將Maxwell軟件引入教學(xué)中，通過對典型電磁產(chǎn)品的仿真設(shè)計，并模擬電磁場的特性，將理論與實踐有效結(jié)合，強化學(xué)生對電磁場與電磁波的理解和應(yīng)用，提高教學(xué)質(zhì)量。1.2設(shè)計作用：熟練使用AnsoftMaxwell仿真軟件，對電
4、場、磁場進行分析，了解所做題目的原理。利用AnsoftMaxwell軟件仿真簡單的電場以及磁場分布，畫出電場矢量E線圖、磁感應(yīng)強度B線圖，并對仿真結(jié)果進行分析、總結(jié)。將所做步驟詳細寫出，并配有相應(yīng)圖片說明。2設(shè)計任務(wù)及所用Maxwell軟件環(huán)境介紹2.1設(shè)計任務(wù)：磁偶極子天線的近區(qū)場計算：計算如下圖所示所受磁偶極子線圈的近區(qū)場在邊界上的坡印廷矢量及其輻射電阻。要求理解并掌握輻射邊界的使用。15其中電流環(huán)的內(nèi)徑r=9.5mm,外經(jīng)R=10mm，線圈材料為銅（copper）。環(huán)內(nèi)通的電流為I=1.5A圖2.1磁偶極子天線的近區(qū)場模型圖2.2Maxwell軟件環(huán)境：An
5、softMaxwell軟件特點：AnsoftMaxwell是低頻電磁場有限元仿真軟件，在工程電磁領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用。它基于麥克斯韋微分方程，采用有限元離散形式，將工程中的電磁場計算轉(zhuǎn)變?yōu)辇嫶蟮木仃嚽蠼?，使用領(lǐng)域遍及電器、機械、石油化工、汽車、冶金、水利水電、航空航天、船舶、電子、核工業(yè)、兵器等眾多行業(yè)，為各領(lǐng)域的科學(xué)研究和工程應(yīng)用做出了巨大的貢獻。3電磁模型的建立3.1建模（Model）Project>InsertMaxwell3DDesign創(chuàng)建3D編輯界面。圖3.1（a)maxwell啟動界面圖15圖3.1（b)設(shè)置幾何尺寸單位點擊File>Saveas>Dip
6、oleantenna（工程命名為“Dipoleantenna”）；選擇求解器類型：Maxwell>SolutionType>Eddycurrent；設(shè)置幾何尺寸單位：Modeler>Units>SelectUnits:m(meters)。3.1.1創(chuàng)建線圈點擊Draw>Torus；中心點：（0,0,0）輸入線圈的內(nèi)徑：（0.0095,0,0）輸入線圈的外徑：（0.001,0,0）將材料設(shè)置為Copper重命名為：coil創(chuàng)建計算區(qū)域Region15圖3.1.1(a)設(shè)置線圈的材料并重命名圖圖3.1.1(b)繪制環(huán)形線圈153.1.2創(chuàng)建球形計算區(qū)域點擊Draw>S
7、phere；中心點：（0,0,0），輸入球形計算區(qū)域的半徑：（0.06,0,0）；將材料設(shè)為vacuum。圖3.1.2繪制球形場3.1.3創(chuàng)建激勵電流加載面在文件叉狀樹中點擊coil點擊Modeler>Surface>Section在SectionPlane面板中選擇YZ平面點擊Modeler>Boolean>SeparateBodies（分離兩Section面）按鍵盤上Del刪除1個截面，將剩下的1個截面重命名為“current”15圖3.1.3屬性設(shè)置欄3.2設(shè)置激勵選中線圈截面current點擊Maxwell3D>Excitations>Assign>Cur
8、rent設(shè)
