1．目的及意义

自从麦克斯韦预言了电磁场的基本方程以及电磁波的存在以来，电磁波就成为了人们认识自然的一种重要工具。通过将肉眼不可见的电磁波进行可视化并进行各方面的应用。在以往的探究过程中我们发 现该知识点有：理论性强、理论模型抽象、无法直观到电磁波的动态变化过程的这些难点。以往我们在研究电磁场和电磁波的空间传播的时候不仅要面对大量繁琐的数学推导过程，而且还有难以绘制的三维图形，往往描绘出来的仅仅是简单的示意图。

而MATLAB软件的引入，就合理化地解决了这些问题。MATLABR充分利用了Windows环境的交互性、多任务功能以及图形功能的特点，开发了矩阵的智能表示方式，由此建立一种建立在C语言基础上的MATLAB的专用语，并使得各方面的计算都变得极为简单。因此，MATLAB语言是一种较为抽象，较为高级的计算机语言。它拥有了C语言的几乎所有优点，但是比C语言更加接近人的抽象思维，具有更好的开放性特征，使用者能够根据自身需求，利用Mat lab提供的基本工具，灵活开发编制自己的程序。由此，MATLAB语言也越来越受到广大科研人员，工程技术人员以及师生的认可。广泛应用于各个领域内。MATLAB软件提供了各式的图形设计技术，包括图形的二维、三维 绘制技术，以及图形用户接口技术等等，并且MATLAB的某些图形指令还具有让色彩更加精细和图形思维的表现能力，以及可视化效果极强的动态轨迹以及动画功能等，并且Mat lab所提供的各类图形设计技术使得使用者能够不去过多地考虑技术的细节方面，有时往往只要通过一条命令就能够得到直观形象的图形效果出来。

Java是一种面向对象的，跨平台的语言。Java 具有通用性、平台移植性和安全等特性，是支持多 线程的性能优异的动态的语言，广泛应用在互联网、 个人计算机、游戏后台控制和移动电话等领域。由 Java开发的web应用可以跨平台，而且还具有较高 的安全性。因而，Java 和 Matlab 的混合编程是能够很好的扬长避短的，能够更好的发挥它们自身的长处/。

本设计主要是利用在线电磁仿真系统将复杂的电磁理论图像化、可视化、直观化，将电磁仿真实验进行一个大众化、方便化、有效化的演变，具体实现主要是在后台利用Java的反射机制调用MATLAB的程序，并将产生的图像返回到前端HTML页面进行展现。在此过程中Java充当着调用的角色，而MATLAB主要起的作用是执行程序并 产生图像结果。为了方便老师对实验的管理和维护， 在前端的管理页面管理员或老师可以对相应的实验和子实验进行添加、删除和搜索查询。{title}

2. 研究的基本内容与方案

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虚拟仿真实验是通过计算机模拟（仿真）一个虚拟环境，让学生通过计算机来操作某一实验，从而达到预期的教学目标。同时将虚拟仿真技术运用与实践教学，可以节约成本，突破时空限制，操作简单，且可以有效地提高实验效果。本虚拟仿真实验将模拟电磁波的传播，对其特性参数（传播路径、传播损耗、场强分布、功率分布等）进行仿真分析。通过仿真，可以得到自由空间场景和室内传播场景下的电波传播路径图，以及电波的功率分布图和电波在传播路径上的路径损耗图。

在本设计中，基于JAVA和MATLAB集成的虚拟实验平台，分别从客户端和服务器端进行设计。客户端采用JAVA APPLET技术和JAVABEAN组件技术分别开发用户实验操作界面和虚拟实验设备，远程用户可以在用户才做界面中选择实验组件，根据真实实验定制实验流程，然后点击运行按钮，执行后得到实验结果。服务器端主要包括虚拟实验设备的组件库、组件注册XML文件库及处理用户请求并与MATLAB进行通信的服务器程序。本设计的目的是运用虚拟实验平台模拟电磁波的传播，研究电磁波传播的虚拟仿真，并对其特性参数（传播路径、传播损耗、场强分布、功率分布等）进行仿真分析。

3. 参考文献

[1]吕秀丽，牟海维，李贤丽等Matlab在电磁场与电磁波实验教学中之应用；

[2]陈宇，崔炜，赵爽等“ 电磁场与电磁波”课程教学方法探讨；

[3]孔令荣，王昊，朱霞等“ 电磁场与电磁波”教学改革研究与实践；

[4]邵初寅，范瑜，应用型高校的《电磁场与电磁波》教材建设；

[5]张祥军，电磁仿真软件在" 电磁场与电磁波 " 课程教学中的应用；