电磁场与电磁波仿真实验教学研究

电磁场与电磁波是许多高校电子信息工程类专业的基础课程之一。文章分析了传统电磁场与电磁波教学的基本方法与不足之处,提出了将仿真实验辅助教学与理论教学相结合的教学方法,给出了电磁仿真软件HFSS在传输线教学中的实例并分析了其现实意义。实践证明,将仿真实验辅助教学引入到电磁场与电磁波教学过程中,有助于提高学生对课程学习的兴趣,激发学生的学习热情,提高学生对抽象理论的理解,显著提高课程的教学质量与教学效率。     

电磁场与电磁波实验教学的研究与探索

电磁场与电磁波是很多电子信息类高校的重要基础课之一,其核心内容是讲述如何分析电磁现象的方法,使学生明白电磁场与电磁波所涉及的基本规律、基本计算方法及应用。针对课程难教和学生难学的现状,将理论教学和实验教学相结合尤为重要。从实际情况出发,研究和探讨将仿真软件和硬件实验相结合的方式进行电磁场与电磁波实验教学,将简单的验证性实验演变为启发性实验,有效地改善了实验教学效果,强化了理论与实际的结合,激发了学生的学习兴趣。     

基于Ansoft HFSS的电磁场与电磁波课程图示化教学

为解决电磁场与电磁波课程理论性强、概念抽象的特点给课程教学带来的问题,以课程中电磁辐射部分内容为实例,展示了基于电磁仿真软件Ansoft HFSS的图示化教学模式。实践表明,利用Ansoft HFSS对电磁问题进行模拟并实现结果的可视化,能够帮助学生加深对相关理论及概念的理解,达到提高教学效果的目的。     

电磁场课程设计中新的数值计算方法探索

在电磁场与电磁波的教学中,应用时域有限差分方法对电磁场的分布和电磁波的传输进行计算和仿真,使得抽象的概念直观化,有助于学生对电磁场与电磁波教学内容的学习。该文介绍一种基于Laguerre多项式的时域有限差分方法,该方法是一种无条件稳定算法,并没有时间稳定性条件的限制,特别适合于计算包含有多尺度复杂结构的电磁特性问题。实践表明,该方法作为一种新的无条件稳定的快速时域算法能有效帮助学生充分理解电磁场,提高学生对电磁场的知识水平,并对帮助学生理解电磁场的数值计算具有一定的参考意义。     

甚高频覆盖范围研究与仿真计算

文章依据电磁波与电磁场的基础理论,对甚高频的覆盖范围进行研究,同时使用SAAB公司WRAP频谱规划分析软件进行仿真计算,考虑传播环境、天线参数等对甚高频覆盖的影响,同时提出甚高频覆盖仿真计算与现场电磁探测相结合的台站选址方法.     

Mathematic在电磁场和电磁波可视化教学中的应用

针对电磁场与电磁波课程中复杂问题难以描述与理解的现状,利用Mathematic计算机语言强大的公式推理及运算与可视化功能,对电磁场理论进行了推理及计算,获得庞杂电磁问题的可视化结果。从而便于学生了解电磁场的变化规律并获得更多的电磁现象本质,并且能够有效地提高教学质量和改善教学效果。     

基片集成波导仿真与教学应用研究

电磁场与微波技术是电子信息类专业的一门重要专业基础课,该课程具有概念抽象、计算复杂等特点。本文采用电磁仿真软件HFSS,设计并仿真了基片集成波导与慢波基片集成波导结构。结果显示基片集成波导可有效工作在16.3~35 GHz频率范围内,而相同结构的慢波基片集成波导能够降低波导通带,减小基片集成波导纵向尺寸。仿真实验表明,引入电磁仿真软件能够改革电磁场与微波技术实验教学模式,使抽象的概念形象化、直观化,提高实验教学效果。     

基于HFSS的电磁场与电磁波教学虚拟实验研究

电磁场与电磁波是电子信息与通信专业的基础课程,也是微波与天线的基础,但课程本身比较抽象,是一门比较难学的课程。开设电磁场与电磁波的实验课,可以使学生对电场和磁场有个更加形象的理解。在实验教学中,可以利用HFSS软件,建立3D仿真模型,将电场和磁场的分布特性在仿真模型中形象地表现出来,使同学们加深对电磁场的理解,增强教学效果。     

《电磁场与电磁波》课程教改实践探讨

对《电磁场与电磁波》课程难教难学的现状进行了一些思考,文中以培养学生的兴趣、实际应用能力为目标,从理论教学和实验教学两方面出发,对课程的教学内容和教学方式进行了分析与探讨,介绍了教学大纲的修订,教学方法与手段改革,突出了对时变电磁场的介绍和实际中应用;以虚拟实验与物理实验相结合的矩形波导实验为例,重点探讨了实验教学改革,体现了仿真软件以及硬件实验对课程教学的重要性,效果较好。     

电磁场与电磁波实验仿真系统

电磁场与电磁波实验仿真系统是利用计算机仿真技术,对电磁场实验中DH926A型电磁波综合测试仪进行仿真,该系统的虚拟仪器可以代替实际仪器进行相关实验,实现仪器外观相像、实验操作相像和实验结果相像等教学实践要求．该仿真系统由三维显示模块、用户界面模块、数据处理模块和控制模块组成．详细介绍了仿真系统的关键技术,选用专业的零件设计软件SolidWorks进行三维实体建模,使用OSG（OpenSceneGraph）和C＋＋技术进行编程实现实验功能,还创新性提出了仿真系统在效果上保留人为误差的思想．该系统在技术上通过使各模块保持独立,提高了系统的可扩展性,不仅为开发新的实验内容提供方便,也为类似项目开发提供参考．     

基于XFDTD电磁环境仿真中的雷达天线建模

通过阐述研究电磁环境仿真的重要意义,尤其是电磁环境仿真中的信号仿真,应用FDTD算法对雷达信号特征进行分析。为提电磁环境模拟逼真度,以雷达天线为例,通过三维电磁仿真平台XFDTD软件,完成天线的仿真,并给出天线指定点的电磁场信息,实现了全软件的方法进行仿真模拟,将仿真出的结果进行分析,为电磁环境仿真模拟的纯软件建模提供了理论依据和支持。     

基于MATLAB的《电机与拖动基础》课程教学

针对电机的电磁关系复杂和工作特性变化多的特点,将MATLAB仿真软件应用于电机与拖动基础课程教学中,介绍了MATLAB软件的相关功能,给出了仿真实例。教学实践表明,使用MATLAB仿真软件可以帮助学生更好地理解教学内容中的重点和难点,使课程中许多抽象的概念形象化具体化,调动了学生学习的积极性,提高了学生的理论水平,保证了教学效果和教学质量。     

电子信息专业《电磁场与电磁波》教学内容体系结构改革的探索

目前,<电磁场与电磁波>教材内容大致有两种体系结构:"静态场-麦克斯韦方程组-时变场"和"麦克斯韦方程组-时变场-静态场".对这两种体系结构各自的特点与不足进行了比较,在布鲁纳知识结构理论的指导下,探索了一种电子信息类专业的<电磁场与电磁波>教学内容新体系结构,即"真空中的电磁场与电磁波-介质中的电磁场与电磁波-电磁场与电磁波专题介绍",这一新体系结构克服原有教材体系结构的不足,使教材具有合理的静态结构与动态结构和与学生的接受水平相适应的呈现与传递方式.     

电磁波极化特性的MATLAB仿真

基于电磁理论的基本知识,应用MATLAB仿真直线极化波、圆极化波和椭圆极化波的电磁波极化特性,研究结论为电磁波极化现象的理解提供新的手段.     

基于MATLAB的波导和谐振腔内能量传输仿真

利用MATLAB软件的图形技术对波导和谐振腔内的时变电磁场的能量传输三维空间分布进行仿真,将抽象的电磁场能量概念形象化、可视化,有利于对电磁波能量传播特性的理解。通过亥姆霍兹方程和导体表面边界条件,求出矩形波导和谐振腔内电磁场分布,然后求出坡印亭矢量分布。在此基础上,利用MATLAB对TE33波模进行仿真,可以清晰看出TE33模在沿波导的横截面只发生电磁能量交换,能量沿轴向方向传输;而在谐振腔中TE33模不仅在沿谐振腔横截面只发生电磁能量交换,在纵向也只有电磁能量相互转换。     

运用ADS辅助电磁场与微波技术教学研究

电磁场与微波技术是电子信息学科及相关领域专业的重要专业基础课之一。针对该课程中微波网络的相关理论知识,以基于微带线结构的两端口微带双模带通滤波器为例,引入电磁仿真软件ADS对该滤波器进行相关的仿真设计及研究,帮助学生更加清楚地理解微波网络的相关理论知识,将微波网络理论与工程实际相结合,以达到更好的教学效果,提高学生的工程实践能力。     

电磁场与波课程体系教学的探索与实践

电磁场与波课程是自然科学和技术科学的重要基础,也是通信工程与电子信息工程专业的重要专业基础课程之一。由于该课程数学基础要求高,要求学生掌握微积分、向量分析、场论等相关数学知识的基础,物理基础要求高,概念性强、内容抽象,难学、难记、难理解,我们提出从五个方面改进教学方法和教学手段,并建设电磁场电磁波实训系统,通过一系列的实验和实训课程,实现形象化教学,把抽象的电磁现象,用实验呈现在学生面前,让学生真实感受到电磁场电磁波的存在,从而产生学习研究的兴趣,提高教学效果。     

圆柱形超材料电磁隐身旋转聚焦器的设计与仿真

研究一种新型可以旋转电磁波方向的超材料电磁隐身装置-圆柱形旋转聚焦器.基于坐标变换理论,设计出圆柱形旋转聚焦器对应的空间变换方式,并推导出该装置在不同区域的电磁参数张量.有限元软件的仿真结果验证了该装置预期的电磁功能.与先前的圆柱形超材料隐身聚焦器相比,该隐身装置在特定区域不仅能够实现电磁波能量的聚焦,还能够变换电磁波的初始传播方向.此外,在设计方法上对于旋转聚焦器的形状拓展也进行了讨论.      

电磁仿真软件在微波技术课程教学中的应用

针对微波技术课程的特点,使用电磁仿真软件辅助理论讲解解决教与学中存在的问题。以波导定向耦合器和极化转换器两款微波器件的教学为例,通过可视化的电磁场、内部及外部的特性曲线来分析验证其工作原理。教学实践表明,使用电磁仿真软件作为微波技术课程教学的手段,可以帮助学生深入理解教学内容,了解仿真技术在微波工程中应用,提升教学效果。     

论赫兹对麦克斯韦电磁场理论的实验验证

麦克斯韦虽然在理论上预言了电磁波的存在，但是，他并未提出过产生电磁波的任何方法.历史上，赫兹第一个通过实验发现了电磁波，并用实验证实了电磁波与光波的同一性，从而证实了麦克斯韦的电磁理论.文章论述了赫兹发现了电磁波以及证实电磁波与光波的同一性的全过程，说明赫兹能够证实电磁场理论，主要归因于他精湛的实验技能和敏锐的观察力.