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MATLAB三维传播代码源码,实现无线电波与光在随机及背景结构介质中的全衍射三维传播仿真。

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简介:
本作品提供了一套MATLAB代码用于模拟无线电波和光线在复杂介质中进行全衍射三维传播的过程。该程序支持随机及特定背景结构的介质环境,并能展示不同条件下的传播特性与行为。 在现代通信与光学领域,理解无线电波及光在不同介质中的传播特性至关重要。科研人员和工程师通常利用计算机模拟工具进行仿真分析。Matlab作为一种强大的编程环境,因其丰富的数学函数库和直观的编程界面,在物理现象模拟中被广泛应用,包括无线电波和光的传播。 本段落将深入探讨一个特定的Matlab源代码——“3-d-propagation-code-in-matlab”,它用于实现全衍射三维传播模拟。该工具主要功能是模拟无线电波与光在随机及背景结构介质中的传播过程。通过考虑所有角度和方向,其能够更准确地反映出波的干涉、衍射和散射效应,这对于理解和预测无线通信信号覆盖范围、光学成像质量以及对复杂环境响应具有重要意义。 实现这样的三维传播模拟通常涉及以下几个关键知识点: 1. **矩阵运算**:Matlab的核心在于矩阵处理。在模拟过程中需构建代表介质、波源与接收器的三维数组,并进行大量计算以确定波的传播。 2. **傅里叶变换**:波动方程往往需要频域和空间域之间的转换,因此傅里叶变换不可或缺。内置fft和ifft函数在此类应用中尤为重要。 3. **边界条件设定**:模拟器需设置适当的边界条件,如周期性、反射或吸收边界,以准确反映实际场景中的传播特性。 4. **随机结构生成算法**:对于包含随机介质的模型,代码可能需要包括统计学和随机数生成方法来定义折射率或衰减系数分布。 5. **迭代求解法**:全衍射传播通常采用蒙特卡洛方法或基于Green函数的方法进行逐步计算以获得精确结果。 6. **可视化工具使用**:Matlab的图形用户界面(GUI)和绘图功能可用于实时显示并分析模拟数据,便于直观理解波的传播特性。 7. **优化与并行化处理**:为了提高大规模问题解决效率,代码可能利用Matlab的并行计算能力进行加速。 8. **输入输出管理**:代码需能够读取用户定义参数如波长、频率等,并保存及展示模拟结果。 “3-d-propagation-code-in-matlab”源代码提供了一个全面平台用于研究与教学无线电波和光在复杂环境中的传播行为。通过掌握这些关键技术,开发者和研究人员可以进一步定制模型以适应特定应用需求,例如天线设计、光学成像系统优化或通信网络性能评估等。

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客服
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  • MATLAB线仿
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    本作品提供了一套MATLAB代码用于模拟无线电波和光线在复杂介质中进行全衍射三维传播的过程。该程序支持随机及特定背景结构的介质环境,并能展示不同条件下的传播特性与行为。 在现代通信与光学领域,理解无线电波及光在不同介质中的传播特性至关重要。科研人员和工程师通常利用计算机模拟工具进行仿真分析。Matlab作为一种强大的编程环境,因其丰富的数学函数库和直观的编程界面,在物理现象模拟中被广泛应用,包括无线电波和光的传播。 本段落将深入探讨一个特定的Matlab源代码——“3-d-propagation-code-in-matlab”,它用于实现全衍射三维传播模拟。该工具主要功能是模拟无线电波与光在随机及背景结构介质中的传播过程。通过考虑所有角度和方向,其能够更准确地反映出波的干涉、衍射和散射效应,这对于理解和预测无线通信信号覆盖范围、光学成像质量以及对复杂环境响应具有重要意义。 实现这样的三维传播模拟通常涉及以下几个关键知识点: 1. **矩阵运算**:Matlab的核心在于矩阵处理。在模拟过程中需构建代表介质、波源与接收器的三维数组,并进行大量计算以确定波的传播。 2. **傅里叶变换**:波动方程往往需要频域和空间域之间的转换,因此傅里叶变换不可或缺。内置fft和ifft函数在此类应用中尤为重要。 3. **边界条件设定**:模拟器需设置适当的边界条件,如周期性、反射或吸收边界,以准确反映实际场景中的传播特性。 4. **随机结构生成算法**:对于包含随机介质的模型,代码可能需要包括统计学和随机数生成方法来定义折射率或衰减系数分布。 5. **迭代求解法**:全衍射传播通常采用蒙特卡洛方法或基于Green函数的方法进行逐步计算以获得精确结果。 6. **可视化工具使用**:Matlab的图形用户界面(GUI)和绘图功能可用于实时显示并分析模拟数据,便于直观理解波的传播特性。 7. **优化与并行化处理**:为了提高大规模问题解决效率,代码可能利用Matlab的并行计算能力进行加速。 8. **输入输出管理**:代码需能够读取用户定义参数如波长、频率等,并保存及展示模拟结果。 “3-d-propagation-code-in-matlab”源代码提供了一个全面平台用于研究与教学无线电波和光在复杂环境中的传播行为。通过掌握这些关键技术,开发者和研究人员可以进一步定制模型以适应特定应用需求,例如天线设计、光学成像系统优化或通信网络性能评估等。
  • MATLAB粒子散模拟-大型息成像...
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    这段代码用于在MATLAB中实现粒子散射的模拟,适用于研究大型三维全息成像和复杂光束传播问题。 我们提供了一个MATLAB代码文件来模拟粒子散射的光束传播法(BPM)用于大规模全息粒子3D成像。该实现包括正向模型和重建算法、样本对象数据、生成的全息图以及实验捕获的全息图与重建结果。 如果您发现该项目对您的研究有用,请考虑引用我们的论文: 我们开发了一种新颖的方法,用于从单个全息图中大规模地重建3D粒子场。该方法结合了稀疏正则化的多散射光束传播法(BPM),能够恢复高折射率对比度的密集三维粒子分布。 研究表明,利用BPM计算生成的强度统计数据与实验测量值高度匹配,并且相对于单次散射模型提供了高达九倍的精度改进。我们还设计了一种高效的重建算法,该算法在解决反问题时比现有技术快两个数量级。 我们在不同散射强度条件下的仿真和实际实验中展示了卓越的重建准确性。此外,对于深度成像以及高粒子密度的情况,BPM的性能明显优于单次散射方法。
  • 有界:适用于折不规则表面上-MATLAB开发
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    本MATLAB项目提供了一种模拟光线在具有复杂表面和不同折射率材料中的传播过程的方法,特别适用于研究光学现象。 该代码基于MATLAB开发,用于模拟有界介质中的二维光波传播,在具有不规则表面的环境中尤其适用。此程序适用于研究不同折射率材料中复杂几何形状边界对光的影响,如光学器件、光纤通信或遥感技术等领域。 核心算法采用抛物线波方程(Parabolic Wave Equation, PWE),这是一种简化版波动方程,适合处理较短距离内的传播问题。PWE方法通过牺牲时间精度来提高空间分辨率,在二维传播中特别有效。它能够捕捉介质中的局部变化,如折射率的变化和边界条件。 代码的另一个亮点是其对不规则表面完整边界条件的支持,这意味着它可以精确模拟光线在任意形状边界上的反射、折射和吸收现象。此外,该方法还保留了诱导的边界表面电流,有助于更准确地计算反射与折射效应。 文档中详细说明了变量定义、函数功能及算法流程等内容,便于用户理解和修改代码。示例文件展示了如何输入参数、设置边界条件以及运行仿真程序,帮助新用户快速上手使用该工具。 尽管目前主要处理二维问题,但其基本结构设计具有扩展性,可以进一步发展为三维传播分析的基础。这对于研究全息术、光学陷阱或微纳光学等复杂系统非常有用。 在实际应用中,使用者需要具备一定的MATLAB编程基础和对波动方程及光学原理的理解,并提供正确的物理参数如介质的折射率分布、光源特性以及边界条件来获得准确的结果。代码输出通常包括波场分布图,帮助分析光传播路径与强度变化情况。 总之,此MATLAB工具为研究者提供了强大的模拟手段,用于探索和理解二维环境中具有不规则表面有界介质中的光传播现象,在学术研究及工程应用中均具备重要价值。但对于特定应用场景可能需要进行适当调整以满足具体需求。
  • 基于MATLAB广声音SIMULINK仿
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    本研究运用MATLAB与SIMULINK工具,构建了中波广播声音传输模型和发射机仿真系统,深入探讨了信号传播特性,为优化广播技术提供了理论依据和技术支持。 中波广播系统是无线电通信的一种常见方式,主要利用地波进行声音信号的传播。本段落将探讨如何使用MATLAB这一强大的数学计算软件来模拟中波广播系统的发射机部分,并通过Simulink进行仿真。 MATLAB不仅适用于数值计算,在系统建模和仿真领域也表现出色,特别是在信号处理和通信系统的设计方面尤为突出。为了更好地理解中波广播的基本原理,我们需要知道它通常工作在频率范围300kHz至1700kHz之间,这个频段的无线电波可以以地波形式传播,并覆盖较广的地理范围。 发射机是广播系统的关键组件,负责将音频信号转换为无线电频率信号并放大后通过天线发送出去。下面是在MATLAB中使用Simulink构建一个发射机模型的一般步骤: 1. **创建模型**:在Simulink中新建空白模型窗口,并从库浏览器选择合适的模块,如用于模拟音频信号的信号源、调制器(将音频信号调制到中波频段)、功率放大器(放大信号以满足发送需求)以及天线等。 2. **设置信号源**:可以使用MATLAB中的wavread函数读取音频文件作为输入。确保参数如采样率和位深度与所使用的音频文件相匹配。 3. **调制过程**:中波广播系统通常采用AM(调幅)技术进行调制,即把音频信号嵌入到载频上。这可以通过Simulink中的相应模块完成,并设定适当的载波频率以满足中波广播的需求。 4. **功率放大器设计**:通过模拟发射机的功率放大阶段来增加已调制信号的能量水平,使其能够有效地传输给接收端。这部分可以使用增益控制模块实现并设置合适的增益值。 5. **天线模型**:尽管Simulink库中可能没有现成的天线模型,但可以通过简化为阻抗匹配网络的方式来模拟其作用效果。 6. **仿真配置与运行**:调整仿真的时间长度和步长等参数以确保能够完整地覆盖信号周期。然后可以运行整个模型来观察发射机的工作情况及其输出结果。 7. **分析结果**:根据Simulink生成的时域及频域表示,评估发射机性能指标如失真度、功率谱分布等,从而验证所构建模型的有效性。 通过这种方式,我们不仅能深入了解中波广播系统的发射机制,还能够为实际硬件设计提供理论指导。MATLAB与Simulink相结合使得复杂通信系统建模变得直观且易于操作,这为工程师提供了强大的工具支持。
  • 基于MatlabFDTD法时域声弹性单文件_下载
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    本资源提供了一个使用MATLAB编写的FDTD算法,能够模拟二维和三维空间中的时域声波与弹性波传播过程,并以单个文件形式完整实现。适合科研学习者下载研究。 在 MATLAB 中实现波传播的单文件矢量化方法涉及求解时域位移公式(FDTD)中的二阶波动方程。为了简化处理,我们不考虑弹性参数的变化。 介质被具有指数衰减特性的简单吸收海绵边界所包围。离散化细节包括: - 采用时域有限差分 (FDTD) 规则 - 网格并置结构 - 显式时间步进方法 具体数值模板来源于泰勒级数,形式如下: 在空间方向上为 [1: -2 :1]/dx^2 和 [1: -1: -1:1]/4dxdz,在时间方向上是 [1: -2 :1]/dt^2。 更多详细信息和使用说明,请参考文件中的 README.md 文件。
  • 子行走(Nsteps, mua):空间蒙特卡罗模拟-MATLAB...
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    本项目利用MATLAB进行三维空间中的光子随机行走模拟,采用蒙特卡洛方法探讨特定吸收系数(mua)下,N步过程中光子的传输特性。 光子在散射和吸收介质中的3-D蒙特卡罗模拟涉及给定步数(迭代)和介质的吸收系数作为输入,该函数计算随机游走并返回最终位置的坐标及距原点的总距离。
  • 基于MATLAB仿.pdf
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    本论文利用MATLAB软件对电磁波在不同导电媒质中的传播特性进行了数值模拟与分析,探讨了频率、媒质参数等变量的影响。 电磁波在导电媒质中的传播可以通过MATLAB进行仿真研究。这份PDF文档详细介绍了相关的仿真过程和技术细节。
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    本研究采用FDTD方法结合Matlab编程,对光束在不同维度介质内的传播特性进行数值仿真分析。 使用FDTD方法在Matlab语言环境中模拟光束在二维和三维介质中的传输。
  • 基于单目相重建
    优质
    本项目探索了利用单目相机结合结构光技术进行高效、精准的实时3D重建方法,并提供了相应的开源代码。 三维重建技术使用单目相机结合结构光进行实时扫描与重建的代码实现。
  • 学原理(、干涉磁理论)
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    本课程深入探讨了光学的基本原理,包括光的直线传播规律及基于麦克斯韦方程组的干涉和衍射现象解析,为学生提供全面理解光的本质。 这是诺贝尔奖获得者波恩教授的一本不朽名著。