电磁波辐射的问题

摘要
利用MathCAD具有矩阵运算，数值计算和符号计算等强大的图计算功能，可视化的仿真环境，而且利用它所提供的图形技术，可以根据计算结果绘制各类图形。电磁场与电磁波理论作为通信类专业的一门重要基础课程，由于理论性强，概念抽象，需要较强的空间想像力，给教学增加了难度。借助MathCAD的图形技术来研究电磁场的可视化，动态模拟电磁波在空间传播时的各种工作状态。有助于学生非常直观的感受电磁场和电磁波在空间传播的过程，加深了学生对电磁场的理解。在模拟过程中尽可能的沿用目前电磁场教学所用的一些基本理论和实际例子，针对课程中比较难于的正弦平面电磁波，导行电磁波和电磁波辐射这三部分作详细的模拟，尽可能的使需要想像的理论都可以用图形体现出来，同时实现动画播放，达到使其可视化的目的。从而降低了电磁场学习的年难度，再目前来说，通信技术正在经历着迅猛的发展，研究电磁场的可视化使学生深刻理解其抽象的概念，具有很大的意义。

关键字: 可视化 MathCAD 电磁波
目 录
摘要 1
ABSTRACT 2
引言 3
第一章．一种新的EM教学理念 4
1．背景 4
1.2．传统的教学方法 4
1.2.1．一般传统的方法 4
1.2.2．为何有必要改变 5
1.3．新方法的提出 6
1.3.1．基本想法 6
1.3.2．对于新方法的分析 6
1.4．如何实现新的教学 7
1.5．新方法的前景 9
1.5.1．我们试图要达到的目标 9
1.5.2．为什么我们认为这将是一个比较好的办法? 9
1.5.3．我们期望有什么样的反应? 9
1.5.4．所关注的领域 10
第二章.正弦平面电磁波 10
2.1．电磁波在无损耗介质中传播 10
2.2．波的极化特性 12
2.3．均匀平面波在有损耗的介质中传播 15
2.4．对理想导体平面的垂直入射 16
2.5．对两种导电媒质分界面的垂直入射 18
第三章.导行电磁波 20
3.1．传输线 20
3.2．微波传输线 22
3.2.1沿均匀导波装置传播的波的一般特性 23
3.2.2矩形波导中的TM波 23
3.2.3矩形波导中的TE波 27
第四章．电磁波辐射 30
3.1．电偶极子的辐射 30
3.2．天线阵 32
结论 35
致谢 36
参考文献 36