湖南大学电磁场与电磁波实验内容

1、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HFSST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章实验二：HFSS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、521-2 > 、531-2、2、熟悉HFSM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

2、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addSolution Setup 见下图Gener blLOp lionsEiiresEi en Cactie Derivatives Defaults(Setul丽 Enabltdl I Solva Ports OnlValuta on freauencipOAdia.

3、pl | vb ScLu-ticrEiE"''* Hiulwjh Deli*. £l-°|o 00 LC Vst Fklrix C«nv*r£erie*lf=B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 择Design Properties ”点左下角Add”在弹出的窗口中输入：Add PrrtyQK |* ValueL Optini tOaliocaTumihff Sennit i vitjr厂 Sl<tisties点OK然后继续点Add”添加d和di等两个变量如下图所示fProperti

4、eiM Planewave - HFESDiwiginlIL&ruTi4nrhH«£ gpr厂6mm6nPiDe：的厂dl4nm4jirEEiIweValueVnii lEvilniitJ V ,TypeDxrript 伽Re«donlyHi 4伽* Shci* th ddanAdd.Add Arrty. .|Bait.|Rmovt|(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

5、修改Box属性为Properties Manewave - HFSSDesignl ModelerV-slueUai tEvalu-itedl V.Dcscripti onCmiendCooir d.i-aA.10.Global11411-s/2.0 .-dl/2 ,02nn j, -Erm.XSize4.4rmKSiuESira4m"Shov Ki d.d4n同样再建立一个Box，其材料为Vaccum修改其属性为:rProperties: Planewawe HFSSDeignl Modeler匚 ooiiiandValueUnitEvaluated V.Descript* qdC

6、omm an >1Cr SluB oxConrdjDate.GlobalPositi on-t/2. D , -dl/2.0-1 -2.0_2mnBnm.ESizea勺mmTSi?«dl+M16mmZSize4価-Shor Mi ddfrli取消 I(3) 设置边界条件和激励如下图所示PerfH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 Setupl，选择 Add Frequency

7、 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 man age 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）；lmpd（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）eps=indx/impd; mu=indx impdO Output VariablesOutput Variables厂 Vabdate： oulput variable for sleclsd ccmtejctExpreion:r Con

8、textTDR Options. rQuantitiesInsert into Ejqxesaon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siliconeps=11.9，mu=1.0），修改d仁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

9、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:UsersAdmi nistrator'Docume ntsA nsoft'Pers on alLib”。(2)点HFSS 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,rProperties: Absorber.RL - HFSSDesiignl - Modeler匚 ooiri-Shor Hi ddeA磅定 I 取消 丨C2t：氣再另外建立一个长方体，设置材料为Va

10、cuu m并将属性修改为尸Properties: Abscrber_RL - HFSSDesignl - Modele<ValueUnitEvaluated V.Dscripti! mCorwn-fijiiiCreB oxCoordinaGlobalPositb on-4. Siiri $ 0 .XSizea9 mmTSi»d!+dSmmZSiceaTrfin-Shr Hi ddfcit磅定取消kJ(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

11、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Driven SoiliJitidrli Srtup右键点击 Setupl，选择 Add Frequency sweeprEdit Frequency SweepSweep lanie:Sweep17 EnabledSweep Typ电.|Interpolating三|FrequerKy Sweeps 161 paints defrnedCBtributionStartEnd1near Sbep3GHzIBGHr5却 aze0.1GHzAdd Bdc

12、m I Delete Sdection Preview m-Dwn直in Calculati &il(5) 右键点击 Optimetrics Add Parametric点Add,在弹出的窗口填入如下设置，然后点 Add，再点右下角OKVariaHe diSingle volue* Linear stepLinear counlr' Decade count' 'Octave cauntr' Exponential countVariableDecriptnniOKCaned设置结果为:Setup SvdM=ep Arkalys最后点确定退出计算2mm,

13、 2.5mm和3mn厚度下吸波材料的反射损耗。(6) 运行结束后，右键点击 Results Create Modal Solution Data Report Rectangular Report,点左 下角的 Output Variables, 在 Name 和 Expression 分别输入 RL和 mag(S(1,1)F2,然后再点 Add,点 Done.RL;在返回的窗口选择：Category :点 Output Variable;Qua ntity:Fu nctio n:dB10最后点下面的NewReport，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 10A-1即90%1 勺能量被吸 收，如果RL为-20dB则表示反射波仅为入射波的10A-2即99%勺能量被吸收。sHaLap1200-16'? I1D.W玉3-4.MCmelnroSdAupI Sw«¥ dl-ini'-cnn