一束衰减平面波遇到一个金属小求后的散射仿真,matlab程序
时间: 2023-08-04 14:24:32 浏览: 111
以下是一个简单的 Matlab 程序,模拟一束衰减平面波在金属球上的散射过程:
```matlab
% 定义模拟参数
freq = 1e9; % 波频率
c = 3e8; % 光速
lambda = c / freq; % 波长
k = 2 * pi / lambda; % 波数
% 定义金属球参数
radius = 0.1; % 球半径
sigma = 5.8e7; % 金属电导率
mu = pi * 4e-7; % 真空磁导率
epsilon = 8.85e-12; % 真空介电常数
% 定义模拟空间参数
xmin = -1; % 空间范围
xmax = 1;
ymin = -1;
ymax = 1;
zmin = -1;
zmax = 1;
dx = lambda / 10; % 空间分辨率
dy = lambda / 10;
dz = lambda / 10;
x = xmin:dx:xmax; % 空间网格
y = ymin:dy:ymax;
z = zmin:dz:zmax;
[X, Y, Z] = meshgrid(x, y, z);
% 定义入射波参数
alpha = 45; % 入射角度
beta = 30;
E0 = 1; % 入射电场幅值
phi = 0; % 入射电场相位
kx = k * sin(alpha); % 入射波矢量
ky = k * sin(beta);
kz = sqrt(k^2 - kx^2 - ky^2);
Ex0 = E0 * exp(-1i * (kx * X + ky * Y + kz * Z + phi));
% 计算反射波和散射波
Eref = -Ex0; % 完美导体反射
kzm = sqrt(-1i * omega * mu * sigma); % 金属内部波矢量
kzs = sqrt(k^2 - kx^2 - ky^2 - kzm^2); % 金属表面波矢量
Ems = E0 * exp(-1i * (kx * X + ky * Y + kzs * Z + phi)); % 金属表面波
Einc = Ex0 + Eref; % 入射波和反射波叠加
Esc = zeros(size(X)); % 散射波
% 计算散射波
for nx = 1:length(x)
for ny = 1:length(y)
for nz = 1:length(z)
if sqrt(x(nx)^2 + y(ny)^2 + z(nz)^2) > radius
r = [x(nx), y(ny), z(nz)];
Esc(ny, nx, nz) = exp(1i * k * dot([kx, ky, kz], r)) / (4 * pi * epsilon * norm(r));
end
end
end
end
% 计算总场
Etot = Einc + Esc;
% 可视化结果
slice(X, Y, Z, abs(Etot), [0, 0.5, 1], 0, 'cubic');
xlabel('x');
ylabel('y');
zlabel('z');
```
这个程序首先定义模拟参数,包括波频率、光速等。然后定义金属球的参数,包括半径、电导率等。接下来定义模拟空间的参数,包括空间范围、分辨率等。然后定义入射波的参数,包括入射角度、电场幅值等。程序接着计算反射波和散射波,并将它们叠加得到总场。最后程序可视化总场的结果。注意,这个程序只是一个简单的模拟,可能需要根据具体情况进行修改和优化。
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