閔力 熊瑞 袁前 賓小虎 任智勇

【摘 要】本文介紹了一種基于COMSOL Multiphysics軟件的工程電磁場仿真方法。以矩形波導中電磁波傳播為例，理論推導出矩形波導內部磁場分布和及其傳輸參數，并應用軟件仿真了波導內部磁場分布情況。二者結果符合預期，并高度一致，表明了COMSOL Multiphysics軟件在電磁工程領域的可行性及合理性。

【關鍵詞】電磁仿真;矩形波導;磁場分布;COMSOL Multiphysics軟件

中圖分類號： O441.4-4;G642 文獻標識碼： A 文章編號： 2095-2457（2019）24-0001-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.24.001

【Abstract】A simulation method for engineering electromagnetic fields is introduced in this paper.Taking the case of the electromagnetic fields in a rectangular waveguide， deduced theoretically and simulated its magnetic field distributions and transmission parameters theoretically.Theoretical and simulation results are as expected and highly consistent， indicated that the feasibility and rationality of the simulations for electromagnetic engineering with COMSOL Multiphysics soft.

【Key words】Electromagnetic Simulation;Rectangular waveguide;Magnetic field distribution;COMSOL Multiphysics soft

0 前言

電磁場與電磁波理論是光電子專業(yè)學生學習的重點和難點[1-2]。應用COMSOL Multiphysics軟件仿真可使抽象的電磁場理論形象化，便于理解，其具有操作簡單等特點[3-4]。本文以矩形波導中電磁波傳播為例，首先理論推導出矩形波導磁場分布和傳輸參數，并在此基礎之上應用COMSOL Multiphysics軟件仿真計算了磁場分布情況，結果表明：該軟件對于電磁場與電磁波仿真的可行性、快速性與便捷性。

3 結論

本文分別應用理論推導和軟件仿真兩種方式，分別研究了矩形波導內部電磁場傳輸特性。二者計算結果高度吻合，符合預期;表明COMSOL Multiphysics 軟件可應用于輔助理論教學及電磁工程應用。

另外，如果稍加改變軟件仿真中的相關參數，還可迅速獲取其它電磁波頻率或模式下不同結構材料矩形波導的電磁場分布，而且結果可通過二維、三維、曲面、動畫等多種方式顯示。因此，該軟件在電磁場與電磁波仿真方面，不僅體現出可行性、快速性與便捷性，還能讓抽象的電磁理論知識更加形象化。

【參考文獻】

[1]楊琳.電磁場與電磁波仿真軟件的設計[J].商洛學院學報，2014，28（4）：32-37.

[2]霍佳雨，高博.電磁場與電磁波實驗教學的研究與探索[J].實驗室科學，2016，19（2）：25-27.

[3]馬愈昭，許明妍，范懿，et al.基于COMSOL4.2的波導模式特性仿真[J].電氣電子教學學報，2015，37（1）：114-117.

[4]劉延東，董德帥.基于Comsol Multiphysics的帶電荷球體的電場分布研究[J].科學技術創(chuàng)新，2014（23）：142-142.

[5]謝處方，饒克謹.電磁場與電磁波（第四版）[D].北京：高等教育出版社，2006.