Halbach永磁阵列的概念最早是由美国劳伦斯伯克利国家实验室的K1aus Halbach教授提出^[1]，并在20世纪90年代被国内外研究机构相继成功应用于新一代的粒子加速器、自由电子激光装置、同步辐射装置等高能物理领域中。

 Halbach阵列是一种新型永磁体排列方式，它将不同磁化方向的永磁体按照一定的顺序排列，使得阵列一边的磁场显著增强而另一边显著减弱，且很容易得到在空间较理想正弦分布的磁场。Halbach阵列的这些特性使其在永磁电机领域中具有广阔的应用前景，Halbach阵列在学术界和工业界都受到了广泛的关注。近十几年来，在权威期刊和国际会议上，有很多与Halbach阵列相关的文献出现。有些知名大学(如MIT、东京大学)已经对Hal—bach阵列的应用进行了卓有成效的研究口^[2,3]。

本课题组目前正在开展基于Halbach阵列的高精度平面电机的研究，即在设计和制造出平面Hal—bach磁阵列的基础之上，研制一套高精度平面电机系统。研究的第一步就是在电磁理论指导下设计不同拓扑结构的Halbach永磁阵列，并通过解析和仿真的手段来分析阵列的特性。

  参考国内外高精度平面电机的结构，课题组最终选择永磁直线电机作为执行器，直线电机的永磁阵列采用一维Halbach阵列。本文中，首先对Halbach阵列的磁场进行了解析求解，并对磁场进行了谐波分析，利用ANSYS和MATLAB软件对阵列磁场进行了仿真分析，仿真结果进一步验证了Halbach阵列的优良特性。

MIT的Kim博士在文献[2]中提出了一种永磁阵列的通用解析算法。下文首先介绍该算法，接着利用它来分析如图1所示的阵列。