用圆环形截面波导逼近正多边环形截面波导

用圆环形截面波导作为正多边环形截面波导的近似,在等面积条件下,圆环形截面波导的传播常数与正多边环形截面波导的传播常数相同．根据电磁场分量Eφ,Hz在分界面处连续的条件,使用电磁场分量关系的2阶联系矩阵,导出了TE模的特征方程,并给出了β-λ曲线．     

高能脉冲CO2激光等离子体波导的研究

等离子体波导是延长强激光与等离子体相互作用长度的有力工具.文章论述了等离子体波导的基本原理,推导了匹配的光斑半径公式,评述了强激光脉冲等离子体波导的最新研究进展,针对现有毛细管放电等离子体波导和固体激光等离子体波导结构的不足,提出了一种利用高能脉冲CO2激光击穿低压气体产生波导的新方案,该等离子体波导口径小、存续时间长,降低了超强激光束与等离子体波导之间的同步要求.     

周期线性传播结构中电磁场的模式匹配

为了对周期性盘荷圆波导中的电磁场进行分析和描述,提出了采用模式匹配技术,并根据波导模式表示出电磁场. 首先在波导中考虑一个专门的盘荷隔板,由入射模引起的反射问题可采用模式匹配技术来解决;然后得到周期性负载波导的矩阵特征值方程;最后由方程的解可得到场结构的传播曲线. 实验结果表明,每种模式都能与边界条件匹配,利用匹配方法分析周期线性结构中的场分布是可靠的.     

FDTD在分区填充脊波导中的应用

从时域有限差分的基本理论出发，对脊形波导中电磁场满足的边界条件进行了分析，计算了在加载正弦激励信号下分区填充脊波导中波的传输问题．仿真结果表明，在加入频率为2450MHz正弦激励信号的情况下，波导中场的各分量随时间呈正弦规律变化、沿传播方向呈现较快的衰减，且在介电常数较高的介质区域场分布较密．     

瞬态电磁波在色散介质中传播与散射的FD—TD方法

针对名色散的等离子体，从电磁场作用下等离子体的微观机制出发，推导出了一套时域有限差分计算公式，克服了卷积递归法不适用于入射脉冲中含有直流分量和较大信号入射的情况，其正确性由计算一维情况下，介质板中沿纵向传播的波的反射，透射系数的幅频特性得到验证。     

周期性倾斜边狭缝阵列金膜结构的超强透射

利用时域有限差分法,研究了具有亚波长倾斜边狭缝周期性结构金属膜的透射特性。研究发现:当改变2层狭缝的侧向位移时,透射谱发生变化。通过分析电场和总电磁场能量分布图,揭示了透射源于2种不同的共振机制:限制在狭缝内区域的局域波导共振模式和电磁场能量分布在狭缝两端的表面等离子体共振模式。     

非互易性波导的有效模折射率研究

研究设计了一种采用铁氧体材料、具有非互易特性的矩形波导,对波导内部旋磁材料平板内的电磁场分布进行分析求解,推导出在外偏置磁场作用下波导表面等离子体激元的单向传播性质,得到单向电磁边界模的色散关系;研究分析了该非互易性波导的有效模折射率的特点,以及结构参数对有效模折射率数值的影响。结果表明,该波导传播模式的数量随着波导宽度的增加而增多,而传播模式的有效模折射率却随之减小,并最终趋于一个稳定值。该现象不同于常规金属矩形波导,有望拓展非互易性波导结构在信息传输和光芯片集成领域的应用范围。     

非对称双脊波导的有限差分法分析

从泰勒级数法出发推出直角坐标系下电磁场纵横关系的亥姆霍兹方程的差分公式,实例分析了对称双脊波导的电磁场场域、截止频率,并分析了非对称双脊波导结构的变化对截止频率的影响。计算结果表明,有限差分法是分析脊波导的一种有效方法。     

电磁波在等离子体同轴波导中的传播特性研究

本文研究了电磁波在均匀非磁化等离子体填充的同轴线波导中的传播特性,主要考虑衰减常数与等离子体同轴波导各参数的关系。应用博格尼斯位函数法并结合等离子体特性得到了电磁波传播过程中的衰减常数与相位常数。并对几种特殊情况进行数值分析,计算出衰减常数随等离子体波导各参量的变化曲线。     

W波段折叠波导慢波系统的尺寸对其冷特性的影响

分析了W波段折叠波导慢波系统的尺寸对其冷特性的影响,并利用电磁场分析软件MAFIA计算了不同金属材料折叠波导慢波系统在W频段下的功率损耗值.结果表明,影响其色散特性的主要几何参数是结构的几何周期和波导宽边值;影响耦合阻抗的主要几何参数是波导窄边值;影响功率损耗的主要因素是金属的电导率以及波导窄边值.     

充等离子体圆柱波导中低频模式特性分析

利用等离子体流体模型和线性场理论,分别导出了等离子体均匀填充和无限薄环形填充两种条件下,圆柱波导中电磁波传播的色散方程,并分别数值计算了其等离子体低频模式所满足的色散关系.研究发现,在无限薄环形等离子体填充条件下,低频等离子体模式与均匀填充情况有很大差别,不再有无穷多条低频模式的色散曲线,而且其截止频率也不再受到等离子体频率的限制.     

波纹波导色散特性的分析与测试

利用线性场理论导出了周期性波纹波导中电磁波传播的色散方程.通过数值计算和用谐振法冷测,分别得到了周期性波纹波导的色散特性,分析表明,理论计算与实验结果吻合.     

Absorption of electromagnetic waves by the dust particles in a plasma

Inthispaperwestudytheabsorptionofelectromagneticwavesbythechargeddustgrainsimmersedinambientplasma.Theelectromagneticwavepropagationindustyplasmahasbeenahottopicinrecentyears.Mostpaperspublishedsofarfocusontheincreaseofthewavescatteringinadustyplasma[1—4].InthispapertheenergylossoftheincidentelectromagneticwavecausedbyalongitudinalscatteringfieldoftheDebyescatteringispresented.ThephysicalpictureoftheproblemisachargeddustgrainwhichisassumedtobesphericalofradiusasurroundedbyascreeningDebyesphe…     

单轴各向异性左手平板波导的导模特性研究

为了研究单轴各向异性左手材料波导的传输性能,对单轴各向异性左手平板波导的导模特性进行了研究.推导了该波导的导模特征方程.对导模的快慢波特性进行了研究,发现单轴各向异性左手平板波导的非表面波模与各向同性左或右手材料平板波导的不同,它既可以成为快波模,也可以成为慢波模;非表面波偶模存在一个截止频率;表面波模都是慢波模.对表面波模特征方程有或无解的情况进行了研究.详细讨论了该波导的电磁参量与表面波模特征方程解的关系,发现有些情况下,对于同一频率,表面波可以存在两种模式.证明了波导的导模之间具有正交关系.     

单轴介质半空间电偶极源反射场的解析式

推导出单轴各向异性介质半空间上方垂直电偶极源电磁场的精确解析表达式.将场分量中的两类Somm erfeld型积分表达成绝对、快速收敛球面驻波函数级数展开式.应用超几何函数理论,将展开式中的展开系数表达成以物性参数为复宗量的勒让德多项式.该展开式易于电磁场的分析和计算,是此类Somm erfeld半空间问题的精确、有效的解析解答.     

二维磁等离子体目标FDTD分析的移位算子方法

采用移位算子(SO)方法把时域有限差分(FDTD)法推广应用于二维磁化等离子体中.证明电磁波横向入射二维轴向磁化等离子体目标情形下,电磁波可按目标的轴向分解为横电波(TE波)和横磁波(TM波),而且TM波的散射特性与外磁场无关,而TE波的散射特性与介质电磁参数密切相关,同时对其物理原因进行了分析.采用SO方法处理磁化等离子体频域本构关系,得到该情形下目标电磁散射的SO-FDTD迭代计算公式.计算了轴向磁化等离子体涂敷Von Karm an型导体柱的TE波双站雷达散射截面(RCS),分析了涂层厚度以及等离子体参数对其双站RCS的影响.结果表明,恰当地选择等离子体参数能有效地减少目标在一定散射角范围内的RCS.     

Pekeris波导中侧面波矢量场

侧面波作为近距离声场的重要成分,因其现有近似公式误差过大而给近距离声场分析和预报引入较大误差.针对Pekeris波导,在推得矢量场积分公式基础上,经严格的围道积分分析,推得侧面波矢量场积分公式,并对其设计了快速数值积分算法.该算法将侧面波原来的计算精度提高了1～2个数量级.数值分析表明,侧面波声压场与矢量场具有相近的衰减规律:相对于海深的近距离内,衰减率接近球面波;中等距离衰减率近3倍于球面波;远距离衰减率2倍于球面波.在几倍于海深的距离内,侧面波占总声场的主要成分.海试结果与声场理论预报接近,初步验证了该算法的正确性.     

电磁超声表面波辐射声场的三维有限元分析

为了得到电磁超声表面波换能器在被测试件表面和内部的辐射声场分布,采用ANSYS有限元仿真软件对电磁超声换能器辐射声场进行仿真.建立了电磁超声换能器三维有限元模型并进行了优化,给出了被测试件中感生涡流与换能器激励线圈参数的量化关系.通过电磁结构耦合的方法得到被测试件内部及表面不同方向质点的位移变化,分析了在被测试件内部的辐射声场分布,并给出了被测试件表面辐射声场的指向性规律.根据仿真模型搭建了电磁超声探伤平台,实验结果与指向角仿真结果基本吻合.实验结果表明：对电磁超声表面波辐射声场的有限元仿真,为其设计优化、实际探伤范围的确定、接收线圈放置位置,以及收发装置的安装角度提供了依据.