MATLAB在天线及电磁建模中的应用

简介：
《MATLAB在天线及电磁建模中的应用》是一本深入探讨如何利用MATLAB进行高效天线设计与电磁场仿真的技术书籍。书中详细介绍了通过该软件实现复杂模型的构建、分析和优化的具体方法，为工程师和科研人员提供了一套全面而实用的技术解决方案。 《Antenna and EM Modeling with MATLAB》是一本实用的英文原稿，专注于介绍天线与电磁模型在MATLAB环境下的实现方法。书中涵盖了许多关于天线理论、建模技术、分析手段及优化策略的知识点。 1. **MATLAB基础**：本书首先介绍了作为工程计算工具的MATLAB编程语言和平台。其强大功能包括数据分析、数值计算以及图形可视化，为电磁理论与天线设计的研究提供了有力支持。 2. **天线理论**：书中详细阐述了“Antenna Theory”，即关于天线工作原理的基础知识，涉及辐射模式、增益、方向图等关键参数。 3. **MATLAB代码应用**：“MATLAB Codes”章节重点讲解如何利用该软件编写程序实现天线模型的构建和仿真。通过脚本与函数的应用，复杂算法得以在电磁模拟中有效执行。 4. **天线结构设计**：书中探讨了“Antenna Structures”，即不同类型的天线几何形状及其对性能的影响。 5. **分析方法及阻抗矩阵**：“Method of Analysis and Impedance Matrix”部分介绍了用于评估和计算天线性能的数学工具，包括如何处理复杂的电磁场问题。 6. **不同类型天线模型**：书中详细描述了“Wire and Patch Antennas”，即导线与贴片两种常见类型的设计原理及其在MATLAB中的模拟方法。 7. **优化算法的应用**：“Matlab Loops and Antenna Optimization”章节展示了如何使用循环语句和优化技术来改进天线设计，以实现特定性能目标。 8. **阻抗矩阵的效率问题**：书中还讨论了“Speed and Maximum Size of the Impedance Matrix”，即在进行模型计算时可能遇到的速度与资源限制。 9. **章节概览**：“Outline of Chapters”部分为读者提供了全书结构概述，帮助读者明确学习路径。 10. **接收天线的散射行为**：书中还讨论了“Receiving Antenna: The Scattering Algorithm”，即通过算法模拟电磁波与接收天线之间的相互作用。 11. **代码序列及模型创建**：“Code Sequence”和“Creating the Antennas Structure”部分介绍了如何利用MATLAB编写程序来构建复杂的天线结构。 12. **RWG边元法及其应用**：书中深入讲解了使用“RWG Edge Elements”的方法建立阻抗矩阵，这是一种常用的电磁场数值计算技术。 13. **力矩方程与表面电流分析**：“Moment Equations and Surface Currents”部分讨论如何通过求解力矩方程式来获得天线的表面电流分布。 14. **可视化展示**：书中还展示了“Visualization of Surface Currents”，即利用MATLAB进行电磁场模拟结果的图形化表示。 15. **感应电流分析**：“Induced Electric Current”章节探讨了不同类型天线在受到电磁波照射时产生的表面电流分布情况。 16. **跨平台使用MATLAB**：书中还介绍了“Using the Matlab Compiler”和“Using Matlab for Linux”，即如何利用MATLAB编译器进行代码转换，并且介绍如何在Linux系统中运行相关程序。 17. **结论与展望**：“Conclusions”部分总结了全书内容并提出未来研究方向。 综上所述，本书不仅为天线设计者提供了实用工具和方法，也为电磁场理论的研究人员提供了一个强大的仿真平台。MATLAB在此领域的广泛应用充分展示了其在解决复杂工程问题方面的强大能力。