基于MATLAB的电偶极子电磁辐射特性与阻抗圆图仿真系统

资 源 简 介

本MATLAB项目实现了电偶极子的电磁场仿真与可视化，涵盖电场/磁场分布计算、辐射方向图模拟及近远场分析。系统支持三维场强分布展示和阻抗圆图绘制，适用于电磁学教学与天线特性研究。

详 情 说 明

电磁场中电偶极子辐射特性及阻抗圆图可视化仿真系统

项目介绍

本项目是一个基于MATLAB的电磁场仿真与阻抗分析集成系统，主要用于研究电偶极子的电磁辐射特性以及传输线阻抗匹配分析。系统结合了电磁场数值计算和射频电路分析技术，提供直观的可视化界面，适用于电磁学教学、天线设计和射频工程等领域。

功能特性

电偶极子电磁场仿真模块

• 电磁场分布计算：采用矢量叠加和球坐标系变换方法，精确计算空间中任意点的电场和磁场分布
• 多频率辐射分析：支持不同工作频率下的辐射方向图模拟，展示频率对辐射特性的影响
• 近场远场分析：区分并分析近场区和远场区的电磁场特性差异
• 三维可视化：提供电场/磁场的三维等高线图、矢量图和球面辐射图展示

阻抗圆图分析模块

• 史密斯圆图绘制：完整实现阻抗圆图的绘制功能，支持阻抗轨迹显示
• 阻抗匹配分析：进行传输线阻抗变换计算，优化阻抗匹配方案
• 参数计算：自动计算驻波比(VSWR)、反射系数等关键参数
• 频率响应分析：分析阻抗随频率变化的特性，支持阻抗-导纳转换

使用方法

电偶极子仿真

1. 设置电偶极子参数：长度、工作频率、电流幅度
2. 定义空间采样区域和分辨率
3. 选择可视化类型（电场分布、磁场分布或辐射方向图）
4. 运行仿真并分析结果

阻抗圆图分析

1. 输入特性阻抗和负载阻抗（复数形式）
2. 设置传输线长度（以波长为单位）
3. 指定频率扫描范围（可选）
4. 查看史密斯圆图显示和匹配参数计算结果

系统要求

• 软件环境：MATLAB R2018b或更高版本
• 必要工具箱：MATLAB基本安装（包含图形处理功能）
• 硬件建议：4GB以上内存，支持OpenGL的显卡（用于三维可视化）

文件说明

主程序文件整合了系统的核心功能，包括用户界面初始化、参数输入处理、计算引擎调度和结果可视化输出。它实现了电偶极子电磁场计算与阻抗圆图分析两大模块的协调运行，提供统一的操作接口，确保两个功能模块之间的数据流畅传递和显示切换。