检索结果-内蒙古大学图书馆

基于直角坐标标量波函数对矩形波导矢量波函数的研究

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甘肃高师学报 2022年第5期27卷 19-22页

作者：任亚红陇南师范高等专科学校初等教育学院甘肃成县742500

基于直角坐标标量波函数,研究直角坐标矢量波函数一般表达关系,进一步推出矩形波导矢量波函数表达式,该研究结果可为解决平直边界电磁场边值问题提供理论支持.

关键词：直角坐标系标量波函数矢量波函数矩形波导

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基于圆柱矢量波函数对介质圆柱电型并矢格林函数的构建

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宁夏师范学院学报 2021年第10期42卷 16-24页

作者：雒向东海波赵宇杰兰州城市学院电子工程学院甘肃兰州730070 甘肃高师学报编辑部甘肃兰州730070 兰州城市学院信息工程学院甘肃兰州730070

基于圆柱坐标系中的圆柱矢量波函数,将自由空间圆柱并矢格林函数应用于介质圆柱并推证出了介质圆柱内外的第三类电型并矢格林函数,该研究结论可为并矢格林函数方法处理圆柱形介质电磁散射等问题提供理论依据和技术支撑.

关键词：柱坐标系介质圆柱矢量波函数并矢格林函数

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水平界面上方球体的电磁散射

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电波科学学报 2024年第6期39卷 1120-1124页

作者：张华永陈珍珍安徽大学电子信息工程学院合肥230601 合肥大学先进制造工程学院合肥230601

研究水平界面上方球体的电磁散射可以为诸多应用提供一个合适的理论模型,为此本文提出了一种精确求解此电磁散射问题的半解析方法。该方法应用适当的球矢量波函数来展开球体的散射场和内场,并且考虑到球体与水平界面之间的耦合散射,应... 详细信息

研究水平界面上方球体的电磁散射可以为诸多应用提供一个合适的理论模型,为此本文提出了一种精确求解此电磁散射问题的半解析方法。该方法应用适当的球矢量波函数来展开球体的散射场和内场,并且考虑到球体与水平界面之间的耦合散射,应用了球和圆柱矢量波函数之间的转换关系。水平界面对入射电磁波的反射场和球体的散射场均采用投影法计算。以平面波、高斯波束和拉盖尔-高斯波束照射硅基底上方的聚苯乙烯球为例,计算了归一化的微分散射截面。数值结果表明对于入射的平面波和高斯波束在反射波方向附近散射最强,另外随着球体离水平界面距离的增加而前向散射变大。

关键词：水平界面上方球体电磁散射矢量波函数投影法微分散射截面

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凸体目标对太赫兹贝塞尔涡旋波束的散射特性

凸体目标对太赫兹贝塞尔涡旋波束的散射特性

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作者：吴琼西安电子科技大学

学位级别：硕士

携带轨道角动量(OAM)的矢量贝塞尔涡旋波束是典型涡旋电磁波的一种,其在同时同频多路信息调制、提高通信容量等领域具有重要的应用前景。太赫兹矢量贝塞尔涡旋波束综合了太赫兹波和涡旋电磁波的双重优势,在目标探测、成像等领域具有更... 详细信息

携带轨道角动量(OAM)的矢量贝塞尔涡旋波束是典型涡旋电磁波的一种,其在同时同频多路信息调制、提高通信容量等领域具有重要的应用前景。太赫兹矢量贝塞尔涡旋波束综合了太赫兹波和涡旋电磁波的双重优势,在目标探测、成像等领域具有更加突出的竞争力。凸体目标对太赫兹涡旋波束的散射特性研究是目标探测与识别领域的前沿研究方向。本论文在明确贝塞尔涡旋波束的电磁场描述的基础上,基于广义洛伦兹Mie理论与物理光学方法(PO),研究了金属/涂层凸体目标对太赫兹矢量贝塞尔涡旋波束的散射特性。本论文的主要研究内容如下: 1.基于广义洛伦兹Mie理论以及矢量贝塞尔涡旋波束的圆柱矢量波函数展开表述,推导了太赫兹贝塞尔涡旋波束入射无限长圆柱的内部场以及散射场的表达式,从公式和数值计算两个方面将贝塞尔涡旋波束退化为平面波,验证了公式的正确性。研究了无限长圆柱近区、远区散射场的特征分布,分析了波束参数和无限长圆柱半径的影响,结果表明:无限长圆柱远区散射场强度随着入射波频率、无限长圆柱半径的增大而升高;随着波束半锥角、拓扑荷数的增大而降低。无限长圆柱的近区散射场三维空间分布受波束参数、无限长圆柱半径的影响规律与远场相似。 2.基于角谱理论、凸体目标的三角形面元建模以及物理光学方法(PO)推导了太赫兹矢量贝塞尔涡旋波束入射任意形状金属/涂层凸体目标的散射场物理光学表达式,并进一步得到了金属/涂层凸体目标的双站雷达散射截面(RCS)计算公式,通过将贝塞尔涡旋波束的电场数据导入FEKO中进行仿真对比以及平面波退化证明了数值计算程序和公式的正确性。取平板和小球两个算例,分别计算了金属/涂层平板,金属/涂层小球的双站RCS,并分析了目标参数、波束参数以及涂层性质的影响。结果表明:与平面波入射时的双站RCS相比,矢量贝塞尔涡旋波束入射凸体目标的双站RCS具有明显的涡旋特征。金属凸体目标双站RCS随着入射波频率、目标尺寸的增大而升高;随着波束半锥角、拓扑荷数的增大而降低;涂层凸体目标双站RCS受波束半锥角、拓扑荷数以及目标尺寸的影响规律与金属凸体目标相似。涂层目标的双站RCS缩减程度与入射波频率、涂层厚度和涂层相对介电常数实部大小并不呈正相关,需要根据实际研究问题选择合适的涂层厚度以及介电常数,并考虑涂层在不同频率下吸波能力的变化情况以获得最佳RCS缩减效果。 3.针对“凸体目标的散射效应使得涡旋波束轨道角动量谱分布发生异常”这个实际问题,基于卷积神经网络,提出了一种可以适用于不同场景的涡旋波束扰动OAM谱识别方法。以涡旋波束入射金属球的远区散射场幅度仿真图像为例,利用提出的方法进行了 OAM谱识别;为了进一步说明方法的多场景适应性,对穿过玻璃介质的涡旋波束透射场实测图进行了 OAM谱分布识别并与数值结果进行了对比分析。结果表明:识别涡旋波束穿过玻璃介质的透射场OAM谱分布时,本文方法可达到不超过22.86%的主模识别误差;识别涡旋波束入射金属球的远区散射场OAM谱分布时,结果与文献结论吻合,确认了本文方法的可靠性。

关键词：太赫兹矢量贝塞尔涡旋波束物理光学方法矢量波函数卷积神经网络雷达散射截面

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介质圆柱和球电型并矢格林函数求解特性比较研究

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廊坊师范学院学报（自然科学版） 2022年第1期22卷 37-40,46页

作者：雒向东赵宇杰海波梁晔兰州城市学院甘肃兰州730070 甘肃高师学报编辑部甘肃兰州730070 兰州城市学院电子工程学院甘肃兰州730070

基于圆柱和球坐标系中圆柱和球型矢量波函数,将自由空间圆柱和球型并矢格林函数应用于介质圆柱和球进而推出二者的第三类电型并矢格林函数,并就求解过程特性进行比较分析,其结果可为基于DGF方法处理圆柱和球型介质电磁散射等问题提供理... 详细信息

基于圆柱和球坐标系中圆柱和球型矢量波函数,将自由空间圆柱和球型并矢格林函数应用于介质圆柱和球进而推出二者的第三类电型并矢格林函数,并就求解过程特性进行比较分析,其结果可为基于DGF方法处理圆柱和球型介质电磁散射等问题提供理论依据。

关键词：柱球坐标系介质柱球矢量波函数并矢格林函数比较研究

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导体圆柱空间电型并矢格林函数的构建

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福建工程学院学报 2021年第6期19卷 550-555页

作者：雒向东海波赵宇杰梁晔兰州城市学院电子工程学院甘肃兰州730070 甘肃高师学报编辑部甘肃兰州730070 兰州城市学院信息工程学院甘肃兰州730070

基于圆柱坐标系中圆柱矢量波函数,研究自由空间圆柱并矢格林函数。将其应用于导体圆柱空间推证出了导体圆柱的第一、二类电型并矢格林函数,并就这些函数的关系做了分析。推得的电型并矢格林函数可为并矢格林函数方法处理圆柱型导体电磁... 详细信息

基于圆柱坐标系中圆柱矢量波函数,研究自由空间圆柱并矢格林函数。将其应用于导体圆柱空间推证出了导体圆柱的第一、二类电型并矢格林函数,并就这些函数的关系做了分析。推得的电型并矢格林函数可为并矢格林函数方法处理圆柱型导体电磁散射等问题提供研究方法和理论依据。

关键词：圆柱坐标系导体圆柱矢量波函数并矢格林函数

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内含球形粒子的无限长圆柱体对电磁波的散射

内含球形粒子的无限长圆柱体对电磁波的散射

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作者：陈凯安徽大学

学位级别：硕士

探讨了规范粒子对典型电磁波束的散射特性,以一个内部嵌入球形粒子的无限长圆柱为研究物理模型,介绍了解决电磁散射问题的解析方法和数值算法。应用精确的解析或半解析方法,本文深入研究了内部嵌入球形粒子的无限长圆柱体对电磁波的散射... 详细信息

探讨了规范粒子对典型电磁波束的散射特性,以一个内部嵌入球形粒子的无限长圆柱为研究物理模型,介绍了解决电磁散射问题的解析方法和数值算法。应用精确的解析或半解析方法,本文深入研究了内部嵌入球形粒子的无限长圆柱体对电磁波的散射,主要工作及取得的成果如下:1.介绍了一些典型电磁波束的详细描述,包括高斯波束、厄密-高斯波束、拉盖尔-高斯波束、以及零阶贝塞尔波束。在此基础上,应用解析的广义Mie理论或半解析的投影法研究了圆柱形和球形粒子对上述电磁波束的散射。计算了粒子近表面和内部场的归一化强度分布,并进行了简要讨论。2.通过把各区域的场用适当的球或圆柱矢量波函数展开,并应用球矢量波函数用圆柱矢量波函数展开的表达式、球和圆柱表面的电磁场边界条件、以及投影法,详细研究了内部嵌入球形粒子的无限长圆柱对高斯波束的散射,给出了解析结果。最后,应用MATLAB编程计算并验证了散射近场的场强分布。3.结合投影法,给出了一种半解析方法把内部嵌入球形粒子的无限长圆柱对高斯波束的散射推广到了任意入射波束的情况。计算了厄密-高斯波束、拉盖尔-高斯波束和零阶贝塞尔波束入射时散射近场的场强分布,并简要分析了一些散射特性。

关键词：高斯波束矢量波函数任意波束投影法电磁散射

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基于矢量椭球面波函数展开的椭球体电磁感应研究

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吉林师范大学学报（自然科学版） 2018年第1期39卷 78-84页

作者：赵海军余梅贺春林崔梦天西华师范大学计算机学院四川南充637009 西南民族大学计算机科学与技术学院四川成都610041

由于椭球体模型存在于许多实际工程和科学研究中,对其电磁感应特性的研究一直以来都受到人们的广泛关注.基于此,本文对具有导电和渗透性能的椭球体的电磁感应特性进行了研究.具体做法是首先得到椭球体内部满足矢量波动方程的磁场和可以... 详细信息

由于椭球体模型存在于许多实际工程和科学研究中,对其电磁感应特性的研究一直以来都受到人们的广泛关注.基于此,本文对具有导电和渗透性能的椭球体的电磁感应特性进行了研究.具体做法是首先得到椭球体内部满足矢量波动方程的磁场和可以表示为拉普拉斯解的梯度的外部磁场,然后在椭球面坐标系中采用分离变量法,对磁场按照矢量椭球面波函数进行展开,得到任意初始激励下的磁解;最后对轴向和横向激励情况下的归一化感应磁偶极矩在宽频段范围进行了数值仿真,得到了依赖于感应数的电磁感应特性.

关键词：椭球面坐标系矢量波函数电磁感应激励磁偶极矩

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旋磁各向异性非均匀球体电磁散射特性

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电子科技大学学报 2018年第4期47卷 502-507页

作者：曹雷康凯电子科技大学电子工程学院成都611731

应用T矩阵方法推导了旋磁各向异性径向非均匀球体散射场的解析解。置于自由空间的球形结构被分为N个区域,每个区域的材料参数为标量电导率和旋磁张量磁导率。根据球矢量波函数理论将入射场,散射场以及球体内部各个区域的电磁场展开为球... 详细信息

应用T矩阵方法推导了旋磁各向异性径向非均匀球体散射场的解析解。置于自由空间的球形结构被分为N个区域,每个区域的材料参数为标量电导率和旋磁张量磁导率。根据球矢量波函数理论将入射场,散射场以及球体内部各个区域的电磁场展开为球矢量波函数的线性叠加,最后通过匹配边界条件求得散射系数。雷达散射截面数值结果与有限元方法得到的数值结果有很好的吻合,验证了公式的正确性与有效性。最后给出几个新的算例分析了旋磁非均匀球体的散射特性。

关键词：各向异性媒质电磁散射旋磁媒质 Mie理论矢量波函数

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复合媒质椭球粒子电磁散射特性研究

复合媒质椭球粒子电磁散射特性研究

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作者：曹雷电子科技大学

学位级别：博士

复合媒质在光学、生物学、医学、以及纳米科学领域有着广泛而有前景的应用,其对电磁(光)波的散射特性一直以来都是电磁领域的研究热点。本论文从解析解的角度,对各向异性旋电(磁)多层球、各向异性旋电磁多层球、金属椭球纳米粒子的散射... 详细信息

复合媒质在光学、生物学、医学、以及纳米科学领域有着广泛而有前景的应用,其对电磁(光)波的散射特性一直以来都是电磁领域的研究热点。本论文从解析解的角度,对各向异性旋电(磁)多层球、各向异性旋电磁多层球、金属椭球纳米粒子的散射特性进行了研究;并给出了计算一般性椭球金属腔体本征频率的理论公式与方法。本论文的主要工作包括以下几个方面:1、应用分离变量法和球矢量波函数理论,导出了计算各向异性径向多层旋电和旋磁球对平面波散射场的T-矩阵公式。首先,借助于球矢量波函数的正交性与完备性,求解了各向异性旋电(磁)媒质中的无源矢量波动方程,并构造了矢量波动方程解空间的基函数集合。其次,根据Mie散射理论,将入射场、散射场、以及球体内部各区域场展开成了球矢量波函数的级数叠加形式。最后,在不连续分界面匹配电磁边界条件,得到了求解散射系数以及内场展开系数的T-矩阵公式。根据推导的理论公式,编写Mathematica程序对多层旋电(磁)球的雷达散射截面进行了数值计算,并验证了公式和程序的正确性和有效性。详细分析了单轴各向异性、旋电(磁)张量中的对角元素和非对角元素、散射球体电尺寸大小对散射场的影响。2、研究了同时具有旋电和旋磁特性的各向异性多层球对平面波的散射特性。导出了计算旋电磁各向异性多层非均匀球对平面波散射场的T-矩阵公式。通过研究散射效率因子的收敛性,对旋电磁媒质中电磁场的球矢量波函数级数展开式的收敛准则进行了验证和讨论。通过计算雷达散射截面,详细分析了电张量元素、磁张量元素、电尺寸大小对这种同时具有旋电和旋磁张量的多层非均匀球形结构散射场的影响。并通过设置特定的电磁参数对回波散射特性进行了研究。3、应用椭球坐标系下的分离变量法对矢量波动方程进行了求解。利用Asano等人提出的对边界条件的巧妙处理方法,导出了金属椭球纳米粒子光散射远场和近场的解析解。研究了复参数情况下椭球波函数复数特征值的计算和选取方法以及第二类椭球径向函数在近场的精确计算方法。数值计算了斜入射情况下长椭球纳米粒子对TE模和TM模平面波的远场雷达散射截面以及正入射情况下金和银长(扁)椭球纳米粒子的近场分布。通过计算消光系数分析了不同长短轴比例、不同尺寸大小对椭球纳米粒子表面等离激元谐振的影响。给出了局部表面等离激元谐振条件下长椭球和扁椭球银纳米粒子的近场分布。4、应用椭球矢量波函数理论对理想导体金属壁椭球腔体本征频率的解析解进行了研究。提出了用于计算长短轴为任意比例的椭球腔体本征频率的半解析方法。数值计算了不同长短轴比例椭球腔体从低阶到高阶本征模的频率,对不同本征模式进行了分析。给出了长椭球腔体的主模电磁场矢量分布图、主模频率随着长短轴比例变化的函数曲线、以及前六个本征模式下的电场强度分布图。

关键词：矢量波函数各向异性媒质电磁散射椭球粒子本征频率

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