电磁场与电磁波实验报告

辽宁工程技术大学试验报告成绩成绩试验名称 平板电容器电容计算仿真院系 电子与信息 工程学院姓名 杨亚芳 一、试验目的：

电子科学与技术 班级1506040226 日期

班1、学习软件Ansoftmaxwell软件的使用方法；试验 2、复习电磁学相关的根本理论；目的 3、通过软件的学习把握运用AnsoftMaxwell进展电磁场仿真的流程；4Ansoftmaxwell软件的应用。二、试验内容：试验 1、学习AnsoftMaxwell有限元分析步骤；内容 2、会用AnsoftMaxwell后处理器和计算器对仿真结果分析；3、对平板电容器电容仿真计算结果与理论计算值进展比较。三、试验步骤及试验现象：平板电容器模型描述：上下两极板尺寸：25mm×25mm×2mm，材料：pec〔抱负导体〕介质尺寸：25mm×25mm×1mm，材料：mica〔云母介质〕鼓励：电压源，上极板电压：5V，下极板电压：0V。要求计算该电容器的电容值建模〔Model〕实 Project>InsertMaxwell3DDesign验总 File>Saveas>PlanarCap〔工程命名为“PlanarCap”〕结 (1)选择求解器类型：Maxwell>SolutionType>Electric>Electrostatic〔静电的〕(2)创立下极板六面体Draw>Box〔创立下极板六面体〕下极板起点：〔X,Y,Z〕>〔0,0,0〕坐标偏置：〔dX,dY,dZ〕>〔25,25,0〕坐标偏置：〔dX,dY,dZ〕>〔0,0,2〕将六面体重命名为DownPlateAssignMaterial>pec〔设置材料为抱负导体perfectconductor〕(3)创立上极板六面体Draw>Box〔创立下极板六面体〕上极板起点：〔X,Y,Z〕>〔0,0,3〕坐标偏置：〔dX,dY,dZ〕>〔25,25,0〕坐标偏置：〔dX,dY,dZ〕>〔0,0,2〕将六面体重命名为UpPlateAssignMaterial>pec〔设置材料为抱负导体perfectconductor〕(4)创立中间的介质六面体Draw>Box〔创立下极板六面体〕介质板起点：〔X,Y,Z〕>〔0,0,2〕坐标偏置：〔dX,dY,dZ〕>〔25,25,0〕坐标偏置：〔dX,dY,dZ〕>〔0,0,1〕将六面体重命名为mediumAssignMaterial>mica〔设置材料为云母mica，也可以依据实际状况设置材料〕(5)创立计算区域〔Region〕PaddingPercentage：0%无视电场的边缘效应〔fringingeffect〕设置鼓励〔AssignExcitation〕(1)选中上极板UpPlate,Maxwell3D>Excitations>Assign〔打算，安排〕>Voltage>5V(2)选中下极板DownPlate,Maxwell3D>Excitations>Assign>Voltage>0V设置计算参数〔AssignExecutiveParameter〕Maxwell3D>Parameters>Assign>Matrix〔矩阵〕>Voltage1,Voltage2设置自适应计算参数〔CreateAnalysisSetup〕Maxwell3D>AnalysisSetup>AddSolutionSetup最大迭代次数：误差要求：

Maximumnumberofpasses>10PercentError>1%每次迭代加密剖分单元比例：RefinementperPass>50%Check&Run查看结果Maxwell3D>Reselts>Solutiondata>Matrix电容值：31.543pF四、试验体会通过这次试验，初步学会了Maxwell这一软件的运用，所得仿真值与理论值虑多种因素对最终结果的影响，无法到达抱负的结果。辽宁工程技术大学试验报告成绩成绩院系姓名

导体中的电流仿真电子与信息 专业工程学院杨亚芳 学号

电子科学与技术1506040226

班级 电子15-2班日期一、试验目的：1、学习软件Ansoftmaxwell软件的使用方法；试验 2、稳固恒定电场的根本理论；目的 3、通过软件的学习把握运用AnsoftMaxwell进展恒定电场仿真的流程；4、通过对导体中的电流仿真试验进一步生疏Ansoftmaxwell软件的应用。二、试验内容：试验 1、稳固AnsoftMaxwell有限元分析步骤；内容 2、会用AnsoftMaxwell设置恒定电场的源和DCconduction求解器；3、对导体中的电流仿真结果进展分析。三、试验步骤及试验现象：恒定电场：导体中，以恒定速度运动的电荷产生的电场称为恒定电场，或恒定电流场〔DCconduction〔传导〕〕恒定电场的源：VoltageExcitation，导体不同面上的电压CurrentExcitations，施加在导体外表的电流Sink〔汇〕，一种吸取电流的设置，确保每个导体流入的电流等于流出的实 电流。只有在不使用VoltageExcitation时，才用Sink。保证J0验总 DCconduction求解器：不计算导体外的电场，计算时，不考虑材料的介电常数结 参数。1.建模〔Model〕Project>InsertMaxwell3DDesignFile>Saveas>PlanarCap〔工程命名为“DCConduction”〕选择求解器类型：Maxwell>SolutionType>Electric>DCConduction创立导体ConductorDraw>Box起点：〔X,Y,Z〕>〔1,-0.6,0〕坐标偏置：〔dX,dY,dZ〕>〔1,0.2,0.2〕将六面体重命名为ConductorAssignMaterial>Copper〔设置材料为铜〕创立另3个并列的导体SelectConductorEdit>Duplicate〔重复〕>AlongLine〔沿线复制〕输入line矢量的第1个点：〔0，0，0〕输入line矢量的第2个点：〔0，0.4，0〕输入复制总数：4〔包括原导体〕创立导体Conductor_4Draw>Box起点：〔X,Y,Z〕>〔0.8,-1,0〕坐标偏置：〔dX,dY,dZ〕>〔0.2,2.2,0.2〕将六面体重命名为Conductor_4AssignMaterial>Copper〔设置材料为铜〕创立导体Conductor_5Draw>Box起点：〔X,Y,Z〕>〔0.8,-0.4,0〕坐标偏置：〔dX,dY,dZ〕>〔-1.2,0.2,0.2〕将六面体重命名为Conductor_5AssignMaterial>Copper〔设置材料为铜〕创立导体Conductor_6SelectConductor_5Edit>Duplicate>Mirror〔镜像复制〕输入对称镜像平面法向量在平面中的第1点坐标：〔0，0，0〕输入对称镜像平面法向量在平面外的第2点坐标：〔0，1，0〕上述设置表示镜像平面为XOZ平面将六面体重命名为Conductor_6将六面体重命名为Conductor_6创立导体Conductor_7Draw>Box起点：〔X,Y,Z〕>〔-0.4，0.6，0〕坐标偏置：〔dX,dY,dZ〕>〔-0.4,-1.2,0.2〕将六面体重命名为Conductor_sinkAssignMaterial>Copper〔设置材料为铜〕创立计算区域〔Region〕PaddingPercentage：10%设置鼓励〔AssignExcitation〕按f，将体选择改为面选择设置电流注入源Maxwell3D>Excitations>Assign>Current>1AMaxwell在上述6个面上产生6个输入电流鼓励源设置电流汇〔CurrentSink〕选中Current_sink导体的以下2侧面Maxwell3D>Excitations>Assign>Sink3.设置剖分操作〔AssignMeshOperations〕选中全部物体，Ctrl+AMaxwell3D>Meshoperations>Assign>InsideSelection>LengthBased不选Restrictlengthofelements选中Restrictthenumberofelements输入maximumnumberofelements：10000〔设置剖分单元的最大数量〕设置自适应计算参数〔CreateAnalysisSetup〕Maxwell3D>AnalysisSetup>AddSolutionSetupDefaultCheck&Run后处理绘出导体中的电流流向图选中全部导体Maxwell3D>Fields>Fields>J>J_Vector调整矢量箭头尺寸四、试验体会通过这次试验，我对Maxwell的运用更加的娴熟了。但是仿真得出的结果与最终结果造成影响，使得最终仿真的结果与理论结果有肯定的差异。辽宁工程技术大学试验报告成绩成绩试验名称 磁偶极子天线的近区场计算院系 电子与信息工程学院姓名 杨亚芳

专业 电子科学与技术学号 1506040226

班级 电子15-2班日期一、试验目的和任务：1、学习软件Ansoftmaxwell软件的使用方法；试验 2通过软件的学习把握运用AnsoftMaxwell进展边界上的坡印廷矢量及其目的 辐射电阻计算的流程；3、理解并把握辐射边界的使用。二、试验内容：试验 1、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；内容 2、会用AnsoftMaxwell后处理器和计算器对仿真结果分析；3、恒定磁场力矩计算。三、试验步骤及试验现象：建模〔Model〕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)创立线圈：Draw>Torus实 中心点：〔0,0,0〕验总 输入线圈的内径：〔0.0095,0,0〕结 输入线圈的外径：〔0.001,0,0〕将材料设置为Copper重命名为：coil创立计算区域Region：Draw>Sphere中心点：〔0,0,0〕输入球形计算区域的半径：〔0.06,0,0〕材料设为vacuum创立鼓励电流加载面〔CreateSection〕SelectcoilModeler>Surface>SectionSectionPlane:YZ平面Modeler>Boolean>SeparateBodies〔分别两Section面〕Del删除1个截面将剩下的1个截面重命名为“current”设置鼓励〔AssignExcitation〕选中线圈截面：currentMaxwell3D>Excitations>Assign>CurrentValue:1.414Type:soild设置涡流效应和位移电流存在区域Maxwell>Excitations>SetEddyEffects设置如以下图：设置辐射边界RadiationBoundary关于辐射边界的一些根本学问：1．辐射边界在仿真电磁场开域问题时使用，辐射边界可完全吸取该边界所包围区域内向外辐射的电磁波，不会造成电磁波的反射。2．辐射边界只在涡流求解器中使用。3．辐射边界必需与位移电流〔Displacementcurrent〕设置同时使用。4．辐射边界一般都设为球形〔也可以是其他外形〕，辐射边界到辐射源的距离一般大于电磁波波长的1/4。〔，lambda〕的函数。将region的半径表示为的函数选中Region下的Createsphere将半径radius改为：lambda/4+0.01(m)添加变量lambda的定义为：c0/frequ这里c0表示真空中的光速添加变量frequ的定义为：1.5GHz按f键，改为面选择选中Region的外外表Maxwell>Boundaries>Assign>Radiation„设置外表剖分的近似原则选中外外表Maxwell>MeshOperations>Assign>SurfaceApproximation„Maximumsurfacedeviation：ignoreSetmaximumnormaldeviation(angle)：15degSetaspectratio：10Maximumsurfacedeviation外表偏差距离：模型的剖分三角平面与真实外表之间的距离假设模型真实外表是平面，则外表偏差距离为0。Maximumnormaldeviation模型的剖分三角平面与真实外表的法向重量之间的夹角。Aspectratio剖分三角单元的Aspectratio是指三角单元的外接圆半径与三角形内径的比值。假设该参数为1，表示三角单元为等边三角形。对于平面剖分，Aspectratio的设置下限为4，对于曲面剖分，Aspectratio的设置下限为1.2。创立计算区域的外外表选中Region区域的外外表Modeler>Surface>CreateObjectFromFace将该面重命名为Outside设置计算参数〔AssignExecutiveParameter〕Maxwell3D>Parameters>Assign>Matrix设置自适应计算参数〔CreateAnalysisSetup〕Maxwell3D>AnalysisSetup>AddSolutionSetup最大迭代次数：误差要求：

Maximumnumberofpasses：5PercentError:10%频率设置：Solver>AdaptiveFrequency:1.5GHzCheck&Run6.计算结果计算辐射电阻创立平均Poynting矢量的计算表达式

1Re*2Maxwell3D>Fields>Calculator„Quantity>EQuantity>HComplex>Conj〔取H矢量的共轭〕Cross〔叉乘操作〕Complex>Real〔取实部〕Number>0.5*点击Add„Namedexpressions>PoyntingDoneR辐射电阻的计算公式：r

P avI2rms其中P 是边界上的辐射功率，其表达式为：avPav

1Re*d2S SMaxwell>Fields>Calculator在NamedExpressions栏中选中PoyntingCopytostack〔将Poynting的计算设置copy到Calculator堆栈中〕Geometry>Surface>OutsideNormal〔保存Poynting的法向重量〕积分Eval〔查看结果〕查看阻抗矩阵Maxwell>Results>SolutionData查看辐射边界上的Poynting矢量图选中Region的外外表MaxwellFieldsFieldsNamedExpression„选中Po