waveguide.m

用matlab计算描绘电磁场的电力线

a=0.025,b=0.0125;   %矩形波导的几何尺寸
t=0,z=0.01;      %时间常数及纵向分量的取值(取不同的纵向分量对应不同横截面的场图)
f=1e12;        %工作频率
e0=8.85e-12;   %介电常数为真空中的
m=1,n=1;       %传播模式TM11
kc2=(m*pi/a)^2+(n*pi/a)^2;  %截止波数
w=2*pi*f;      %角频率
k=w*sqrt(e0*4*pi*1e-7);  %波数
y=sqrt(kc2-k^2);        %传播常数
[X,Y]=meshgrid(0:0.005:0.025,0:0.0015:0.0125); 
Ex=-(y/kc2)*(m*pi/a).*cos(m*pi*X./a).*sin(n*pi.*Y./b).*exp(j*w*t-y*z);     %电场的横向分量
Ey=-(y/kc2)*(n*pi/b).*sin(m*pi.*X./a).*cos(n*pi.*Y./b).*exp(j*w*t-y*z);     %电场的纵向分量
qe1=sqrt(Ex.^2+Ey.^2);   
Ex=Ex./qe1;
Ey=Ey./qe1;
quiver(X,Y,Ex,Ey,0.5);   %绘制电场分布的矢量图
hold on;
Hx=(j*w*e0/kc2)*(n*pi/b).*sin(m*pi.*X./a).*cos(n*pi.*Y./b).*exp(j*w*t-y*z);  %磁场的横向分量
Hy=-(j*w*e0/kc2)*(m*pi/a).*cos(m*pi.*X./a).*sin(n*pi.*Y./b).*exp(j*w*t-y*z); %磁场的纵向分量
qe=sqrt(Hx.^2+Hy.^2);   
Hx=Hx./qe;
Hy=Hy./qe;
quiver(X,Y,Hx,Hy,0.5,'--r');  %绘制磁场分布的矢量图
legend('电力线分布','磁力线分布')
xlabel('X(单位：米)');
ylabel('Y(单位：米)');
hold off;