单一频率激励下二维空间任意一点合成电场计算的方法

摘要

本发明涉及单一频率激励下二维空间任意一点合成电场计算的方法。对于空间任意一点电场强度的计算，该方法首先基于有限元仿真软件ANSYS，计算出该点在一个周期内的电场强度X、Y分量，通过电场强度合成量幅值与相位的关系，再利用本发明所涉及的方法计算出电场强度合成量的最大值。本方法对于二维空间任意一点的电场强度计算，有着计算时间短、效率高、无理论误差等优点。

主权项

一种单一频率激励下二维空间任意一点合成电场计算的方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1、定义路径为直线，长度为10m，并定义路径上的A点，其中A点位于路径正中间，电极1、2、3为直径0.2m的圆，电极2圆心与点A垂直对应，且相邻电极间的距离是1m，电极平面与路径平面的垂直距离为1m，路径平面与大地平面的垂直距离为1m，如附图1所示；定义电极1上的电位为a cos(bωt+θ)，电极2上的电位为电极3上的电位为a不等于零，决定其幅值，b为大于0的整数，决定其频率；θ为初相角；计算其空间任意一点电场强度X、Y分量；步骤2、根据电场强度X、Y分量，得到电场强度合成量幅值与相位的图形；步骤3、根据该点的电场强度X、Y分量一个周期内的变化，得到电场强度合成量幅值与相位的图形，发现其图形为一椭圆形；其中椭圆的半长轴电场强度合成量的幅值；其中，电场强度合成量的幅值与相位所构成的椭圆形的公式定义如下：$A_1{E}_x^2+C_1{E}_y^2=1$                       式一与椭圆方程相比：$\frac{A_1}{a^2}+\frac{B_1}{b^2}=1$                 式二可知长半轴$a=\frac{1}{\sqrt{A_1}}$                    式三短半轴$b=\frac{1}{\sqrt{C_1}}$                    式四其中：A₁＝A cos²α+2B·sinα·cosα+C·sin²α            式五C₁＝A·sin²α‑2B·sinα·cosα+C·cos²α           式六α为旋转角；$\begin{array}{ccc}A=\frac{1}{{\left|E_a\right|}^2}& B=\frac{\cot \beta }{{\left|E_a\right|}^2}& C=\frac{1}{{\sin }^2·\beta {\left|E_b\right|}^2}+\frac{{\cot }^2\beta }{{\left|E_a\right|}^2}\end{array}$        式七式八为电场强度X、Y分量的相位差；式八式九E₁和E₂分别为电场强度X、Y分量的幅值；a即为我们所要计算的电场强度合成量的幅值。