湖南大学电磁场与电磁波实验内容.doc

电磁场与电磁波课程实验实验一：T形波导的内场分析与优化设计1、 HFSS安装；2、 T形波导的内场分析与优化设计，具体过程见HFSS电磁仿真设计应用详解第2章；3、 熟悉HFSS工作界面HFSS电磁仿真设计应用详解第3章4、 熟悉中的建模操作HFSS电磁仿真设计应用详解第4章4.1-4.5实验二：HFSS软件的基本操作1、熟悉边界条件和激励HFSS电磁仿真设计应用详解第5章5.1、5.2.1-2、5.2.11、5.3.1-2、5.3.72、 熟悉HFSS网格剖分和分析设置HFSS电磁仿真设计应用详解第6章3、 熟悉HFSS的数据后处理HFSS电磁仿真设计应用详解第8章4、均匀平面波对理想导体和理想介质平面的垂直入射(教材第六章相关内容)建立如上图所示的空气长方体(1mm3mm8mm),两侧边为PerfH边界，上下底面为PerfE边界，前端口为Port激励，后端口分别设置为：（1）PerfE边界模拟均匀平面波入射到理想导体，动态演示空气体中的驻波；（2）Imped边界，设置边界阻抗值，动态演示空气体中的电场的行驻波。右键点击Analysis选择add Solution Setup见下图实验三：均匀平面电磁波波对介质板的垂直入射及电磁参数提取（1）点“HFSS”选择“Design Properties”,点左下角“Add”在弹出的窗口中输入：点OK，然后继续点“Add”添加d和d1等两个变量如下图所示。（2）点“Draw” 选择“Box”，随便建立一个长方体，右键点击Box，在弹出的菜单中选择“Assign Material ”，在弹出的窗口任选一种非vaccum的材料，并记住其介电常数和磁导率。双击CreatBox修改Box属性为同样再建立一个Box，其材料为Vaccum，修改其属性为：（3）设置边界条件和激励如下图所示PerfHPerfE注意与电场积分线垂直的两个平面设置为PerfE边界，与其平行的两个平面设置为PerfH边界。此外，Port端口设置时，注意点中Deembed，并设置如下（4）右键点击Analysis选择add Solution Setup见下图右键点击Setup1，选择Add Frequency sweep 任务：1、 计算透射系数和反射系数2、 根据透射系数和反射系数，反算该物质的折射率和阻抗右键点击Properject manage中的Result，选中output variables，在弹出的窗口中，根据下式新建变量indx(折射率)；Impd(阻抗)，eps(介电常数)，mu(磁导率)(注意这里的d为介质厚度，对应模型中的d1)右键Result-create modal solution data report-rectangular plotcategory选中output variables，Quantity选中eps,Function同时选re和im，画出介电常数eps的实部和虚部，同样的方法，画出mu的实部和虚部。如果发现计算得到的eps和mu是曲线如下图所示(之前选择了材料silicon，eps=11.9，mu=1.0)，修改d1=2mm,重新计算在看结果并分析为什么。实验四：导行电磁波与电磁辐射1、 微波吸收材料吸波性能优化（1）将附件提供的吸波材料Absorb.amat复制到你的材料库目录，一般在“C:UsersAdministratorDocumentsAnsoftPersonalLib”。（2）点“HFSS”选择“Design Properties”,点左下角“Add”在弹出的窗口中输入以下变量（3）Draw-Box，设置材料为之前导入的Absorb1，再另外建立一个长方体，设置材料为Vacuum,并将属性修改为（4）如图所示，在Vaccum的长方体建立一个Port激励端口，Port 端口对面设置为PerfE界面模拟吸波材料涂覆在金属表面上。其他边界条件设置如下：与电场积分线垂直的两个平面设置为PerfE边界，与其平行的两个平面设置为PerfH边界。（5）右键点击Analysis选择add Solution Setup见下图右键点击Setup1，选择Add Frequency sweep (5) 右键点击OptimetricsAddParametric点Add，在弹出的窗口填入如下设置，然后点Add，再点右下角OK设置结果为：最后点确定退出计算2mm, 2.5mm和3mm厚度下吸波材料的反射损耗。（6）运行结束后，右键点击ResultsCreate Modal Solution Data ReportRectangular Report,点左下角的Output Variables,在Name和Expression分别输入RL和mag(S(1,1)2,然后再点Add,点Done.在返回的窗口选择：Category：点Output Variable; Quantity: RL; Function:dB10最后点下面的New Report，即可得到该吸波材料的反射损耗RL，RL为-10dB表示电磁波入射到该吸波材料后，反射波仅为入射波的10-1即90%的能量被吸收，如果RL为-20dB则表示反射波仅为入射波的10-2即99%的能量被吸收。（7）通过在吸波材料