给出绘制垂直极化波由空气(z<0)斜入射理想导体(z>0)平面(z=0,媒质分界面位于xoy面)的电场矢量图和磁场矢量图的Matlab代码
时间: 2024-02-06 08:12:01 浏览: 163
以下是绘制垂直极化波由空气(z<0)斜入射理想导体(z>0)平面(z=0,媒质分界面位于xoy面)的电场矢量图和磁场矢量图的Matlab代码:
```matlab
% 定义入射波的频率、波长、振幅、极化方向和入射角度
f = 1e9; % 1GHz
lambda = 3e8 / f;
E0 = 1;
theta_i = 45 * pi / 180;
% 定义导体的位置
z0 = 0;
% 定义网格范围和步长
x = -lambda:lambda/50:lambda;
z = 0:lambda/50:lambda;
[X,Z] = meshgrid(x,z);
% 定义介电常数
epsilon1 = 8.854e-12; % 真空的介电常数
epsilon2 = Inf; % 无限大的介电常数,即理想导体
% 计算电场和磁场
E = zeros(size
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垂直极化波由空气(z<0)斜入射理想导体(z>0)平面(z=0,媒质分界面位于xoy面),电场初始振幅为1V/m,若入射角为45度,给出绘制合成电场幅度图的matlab代码
以下是绘制合成电场幅度图的 MATLAB 代码:
```matlab
% 物理常数
eps0 = 8.854187817e-12; % 真空介电常数
mu0 = 1.2566370614e-6; % 真空磁导率
% 材料参数
sigma = 5.96e7; % 导体电导率
epsr = 1; % 导体相对介电常数
% 入射波参数
E0 = 1; % 电场初始振幅
theta = pi/4; % 入射角
freq = 1e9; % 频率
% 计算反射系数和透射系数
eta1 = sqrt(mu0/eps0);
eta2 = eta1/sqrt(epsr);
theta_t = asin(sin(theta)*sqrt(epsr));
Gamma = (eta2*cos(theta) - eta1*cos(theta_t)) / (eta2*cos(theta) + eta1*cos(theta_t));
Tau = 1 + Gamma;
% 计算相位差
lambda = 3e8/freq;
delta = 2*pi*sigma*sqrt(epsr)/(2*freq*sqrt(2)*sqrt(mu0));
% 绘制合成电场幅度图
[X,Y] = meshgrid(-1:0.01:1,-1:0.01:1);
Z = exp(-1j*delta).*E0.*(1-Gamma).*exp(-1j*2*pi*freq*sqrt(X.^2+Y.^2+(Z/2)^2)/3e8);
surf(X,Y,abs(Z));
title('合成电场幅度图');
xlabel('x');
ylabel('y');
zlabel('|E| (V/m)');
```
注意,该代码中默认入射波在 xoz 平面内,因此 y 轴不会对结果产生影响,可以设置为任意值。另外,为了方便观察,我们只绘制了 z>0 的一半空间中的电场分布情况,因此 z 轴上的单位长度应该是实际长度的一半。如果需要绘制完整的空间电场分布图,可以将 `Z` 的计算公式修改为:
```
Z = exp(-1j*delta).*E0.*((1-Gamma).*exp(-1j*2*pi*freq*sqrt(X.^2+Y.^2+(Z/2)^2)/3e8) + Tau.*exp(-1j*2*pi*freq*sqrt(X.^2+Y.^2-(Z/2)^2)/3e8));
```
这里将反射波和透射波的贡献都考虑进去了。
根据上述代码,给出垂直极化波由空气(z<0)斜入射理想导体(z>0)平面(z=0,媒质分界面位于xoy面),电场初始振幅为1V/m,若入射角为45度,绘制xoz面合成电场幅度图和合成磁场矢量图的matlab代码
以下是根据代码和题目要求,绘制垂直极化波由空气(z<0)斜入射理想导体(z>0)平面(z=0,媒质分界面位于xoy面)的电场矢量图和磁场矢量图的Matlab代码:
```matlab
% 定义入射波的频率、波长、振幅、极化方向和入射角度
f = 1e9; % 1GHz
lambda = 3e8 / f;
E0 = 1;
theta_i = 45 * pi / 180;
% 定义导体的位置
z0 = 0;
% 定义网格范围和步长
x = -lambda:lambda/50:lambda;
z = 0:lambda/50:lambda;
[X,Z] = meshgrid(x,z);
% 定义介电常数
epsilon1 = 8.854e-12; % 真空的介电常数
epsilon2 = Inf; % 无限大的介电常数,即理想导体
% 计算电场和磁场
E = zeros(size(X));
B = zeros([size(X) 3]);
for i=1:length(x)
for j=1:length(z)
r = [x(i),0,z(j)];
[e,b] = e_and_b(r, f, theta_i, E0, epsilon1, epsilon2, 0, 0, 0, 0, z0);
E(j,i) = norm(e);
B(j,i,:) = b;
end
end
% 绘制电场幅度图
figure;
imagesc(x,z,E);
colorbar;
xlabel('x');
ylabel('z');
title('合成电场幅度图');
% 绘制磁场矢量图
figure;
quiver3(X,Z,zeros(size(X)),B(:,:,1),B(:,:,2),B(:,:,3));
xlabel('x');
ylabel('z');
zlabel('y');
title('合成磁场矢量图');
```
其中,`e_and_b` 函数是根据给出的电荷分布计算电场和磁场的函数,需要根据具体情况进行实现。在本例中,可以使用垂直极化波斜入射到导体的边界条件和法向分量的连续性条件,推导出反射波和透射波的电场和磁场表达式。具体推导过程可以参考电磁场理论的相关课程和教材。
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