随着计算机技术的高速发展,有限元数值分析方法已经成为电磁计算、射频天线和生物热效应分析的重要工具。本文将从有限元分析方法出发,不仅分析微带贴片天线的电磁辐射特性,而且分析天线对于人脑的生物热效应。通过麦克斯韦方程组和传热方程相耦合,实现对天线与人脑相互作用的电磁热多物理耦合仿真。首先,在采用有限元法分析天线电磁辐射特性和人脑热分布特性时,第一步,基于有限元方法给出物体的电场或者温度的表征形式;第二步,根据三角形或者四面体网格剖分物体模型,并且根据麦克斯韦方程组,写出泛函表达式;第三步,选择合适的边界条件,构造系数矩阵和右端向量,最终获得电场或者温度的近似解。然后,研究了同轴馈电微带贴片天线的辐射特性,并分析了具有大规模周期的微带贴片天线阵列。根据变分公式,以有限元分析方法为基础,同轴馈电微带贴片天线被剖分成有限个小四面体网格单元,选择合适的矢量基函数表示电场,将问题转化成矩阵方程求解,求解出电场值,就可以得到辐射特性。最后,在生物热学中,通过麦克斯韦方程组得到电场分布,计算出比吸收率,将比吸收率作为热源,与传热方程进行耦合;基于时域有限元分析方法,引入对流边界条件和非线性辐射边界条件,并采用Crank-Nicholson差分格式和定点迭代法来求解时域有限元系统,最终获得瞬态温度变化曲线图和稳态温度分布图。