基于COMSOL Multiphysics矩形波导磁场分布研究

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　　【摘 要】本文介绍了一种基于COMSOL Multiphysics软件的工程电磁场仿真方法。以矩形波导中电磁波传播为例，理论推导出矩形波导内部磁场分布和及其传输参数，并应用软件仿真了波导内部磁场分布情况。二者结果符合预期，并高度一致，表明了COMSOL Multiphysics软件在电磁工程领域的可行性及合理性。
　　【关键词】电磁仿真;矩形波导;磁场分布;COMSOL Multiphysics软件
　　中图分类号： O441.4-4;G642 文献标识码： A 文章编号： 2095-2457（2019）24-0001-002
　　DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.24.001
　　【Abstract】A simulation method for engineering electromagnetic fields is introduced in this paper.Taking the case of the electromagnetic fields in a rectangular waveguide， deduced theoretically and simulated its magnetic field distributions and transmission parameters theoretically.Theoretical and simulation results are as expected and highly consistent， indicated that the feasibility and rationality of the simulations for electromagnetic engineering with COMSOL Multiphysics soft.
　　【Key words】Electromagnetic Simulation;Rectangular waveguide;Magnetic field distribution;COMSOL Multiphysics soft
　　0 前言
　　电磁场与电磁波理论是光电子专业学生学习的重点和难点[1-2]。应用COMSOL Multiphysics软件仿真可使抽象的电磁场理论形象化，便于理解，其具有操作简单等特点[3-4]。本文以矩形波导中电磁波传播为例，首先理论推导出矩形波导磁场分布和传输参数，并在此基础之上应用COMSOL Multiphysics软件仿真计算了磁场分布情况，结果表明：该软件对于电磁场与电磁波仿真的可行性、快速性与便捷性。
　　3 结论
　　本文分别应用理论推导和軟件仿真两种方式，分别研究了矩形波导内部电磁场传输特性。二者计算结果高度吻合，符合预期;表明COMSOL Multiphysics 软件可应用于辅助理论教学及电磁工程应用。
　　另外，如果稍加改变软件仿真中的相关参数，还可迅速获取其它电磁波频率或模式下不同结构材料矩形波导的电磁场分布，而且结果可通过二维、三维、曲面、动画等多种方式显示。因此，该软件在电磁场与电磁波仿真方面，不仅体现出可行性、快速性与便捷性，还能让抽象的电磁理论知识更加形象化。
　　【参考文献】
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　　[4]刘延东，董德帅.基于Comsol Multiphysics的带电荷球体的电场分布研究[J].科学技术创新，2014（23）：142-142.
　　[5]谢处方，饶克谨.电磁场与电磁波（第四版）[D].北京：高等教育出版社，2006.
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