Предисловие

В соответствии с государственным общеобразовательным стандартом курс «Электродинамика и распространение радиоволн» является общеобразовательной дисциплиной для радиотехников (как и для ряда других направлений подготовки). Процедуры расчёта и численные методы решения задач электродинамики затрагиваются на лекциях при изучении ряда тем: направляющие системы и направляемые волны, излучение и дифракция электромагнитных волн; частично на практических занятиях, при выполнении курсовых и компьютерных лабораторных работ. В тоже время бурное развитие цифровых технологий во многом изменило как смысл самого понятия «радиотехника», так и требования, предъявляемые к подготовке специалистов в этой области, сделав необходимыми новые знания и умения

Действительно, в настоящее время, благодаря существенному прогрессу в развитии вычислительной техники и надёжной основе в виде системы уравнений Максвелла, наблюдается качественный прорыв проектирования СВЧ устройств, антенн, решении задач рассеяния и т.п. Сложилась очевидная триада участников этого процесса: разработчики электродинамических методов (подходов, алгоритмов), программисты и пользователи. Последние реализуют конкретные проекты в условиях ограниченных сроков и усложнённых требований к создаваемой продукции и, как правило, не обладают необходимой квалификацией, временными и финансовыми ресурсами для разработки пакетов программ необходимого уровня. Между тем разработаны уникальные коммерческие программные продукты, обладающие необходимой общностью, моделирования и оптимизации электромагнитных полей в сложных СВЧ устройствах и антеннах, и способные не только существенно облегчить жизнь пользователей, но и создавать более совершенные приборы и устройства.

Мы убеждены, что одним из важных качеств современного радиоинженера–разработчика антенн и СВЧ устройств является умение приспосабливать конкретные задачи к разработанным пакетам программ при безусловном понимание основных идей и базовых электродинамических принципов этих программ. Использование системы MATLAB в учебном процессе позволит сблизить дисциплины, связанные с информатикой и численными методами [7]. Кроме того, логика развития радиотехнических приложений приводит к необходимости трансформирования и введению новых разделов в стандартный курс «Электродинамика и распространение радиоволн».

Система MATLAB представляет собой уникальный сплав универсальных программных и алгоритмических средств с широкой гаммой алгоритмических приложений. С его библиотекой численных методов ни по объёму, ни по качеству не может сравниться ни одна из систем программирования. Для современного инженера и научно-технического работника MATLAB является незаменимым инструментом моделирования и исследования различных прикладных задач.

Нумерация формул, рисунков и таблиц в разделах 1 и 2 независима.

Цель учебного пособия – на примерах решения модельных электродинамических задач использовать и изучить возможности системы MATLAB при моделировании и исследовании различных прикладных задач электродинамики.