雨介质的等效介电常量模型

利用系统辨识法研究了雨介质的介电常量,分别得到了毫米波段雨介质的雨强等效介电常量模型和频率等效介电常量模型,利用模型计算雨衰减的结果与有关文献完全一致,表明所得模型实用有效;利用雨强等效介电常量模型得到的电磁波的交叉去极化与文献基本一致.     

金属纳米球颗粒的非局域等效电磁参数

基于电磁散射理论,利用散射等效原理,将具有空间色散(非局域)介电特性的金属纳米球颗粒转换成无空间色散(局域)介电特性的颗粒,并得到其等效介电常量和等效磁导率.结合实例,发现由于金属纳米球颗粒内部纵模电场的存在,在这两种情况下的电磁参数存在差异,且在低频段现象尤为明显.     

磁化冷等离子体球的太赫兹散射特性

基于位函数的引入与介质参量无关,将各向异性目标内外的电场展为级数形式,得到了任意各向异性目标n阶散射场、目标内场的递推表达式,给出了介电常量张量的变换关系,在平面波任意入射的条件下,并给出了传播单位矢量与极化单位矢量的一般关系.以磁化冷等离子体为例,给出了一阶散射场的具体表达式,并对二阶散射场引起的误差进行了评估.在THz波段和光波段,对所得结果进行了部分仿真.结果表明:微分散射对电波频率和极化状态等因素的影响较为敏感,介电常量张量的非对角元素对散射的影响不大,当波长与目标尺寸一定时,仿真结果不仅适用于THz波段,对其它波段也成立.     

双向隐形传态方案及安全性分析

基于位函数的引入与介质参量无关,将各向异性目标内外的电场展为级数形式,得到了任意各向异性目标n阶散射场、目标内场的递推表达式,给出了介电常量张量的变换关系,在平面波任意入射的条件下,并给出了传播单位矢量与极化单位矢量的一般关系.以磁化冷等离子体为例,给出了一阶散射场的具体表达式,并对二阶散射场引起的误差进行了评估.在THz波段和光波段,对所得结果进行了部分仿真.结果表明:微分散射对电波频率和极化状态等因素的影响较为敏感,介电常量张量的非对角元素对散射的影响不大,当波长与目标尺寸一定时,仿真结果不仅适用于THz波段,对其它波段也成立.     

指数型粗糙地面与上方矩形截面柱宽带电磁散射的时域有限差分法研究

采用土壤介电常数的四成分模型表示实际地面的介电特性,应用指数型分布粗糙面模型和Monte Carlo方法模拟实际的粗糙地面,运用时域有限差分方法研究了微分高斯脉冲波照射时粗糙地面与上方目标的宽带电磁散射问题,得出了后向复合散射系数的频率响应曲线,计算了后向复合散射系数随粗糙地面高度起伏均方根、相关长度、土壤湿度、目标尺寸、高度、倾角等几何参数及介电参数等的变化情况,并做了详细分析与讨论,得到了指数型粗糙地面与上方目标宽带电磁散射特性.     

平面分层介质的有效电磁参数

对于电小厚度的平面分层介质,在电磁波垂直入射情况下,根据边界条件把中间层介质等效为一层得到了有效介电常量和有效磁导率的表达式,为分析电磁波在多层介质中的传播问题提供了一种有效方法.     

降雨对微波传输特性的影响分析

在归一化雨滴谱分布、雨滴的介电模型和Mie散射理论的基础上计算群雨滴在微波波段的散射和衰减特性,讨论分析雨滴谱分布、降雨强度、入射波频率和温度等因素对微波传输特性的影响.数值模拟结果表明,不同谱分布的群雨滴散射能力从大到小依次为JD,MP,Gamma和JT分布,降雨强度对微波传输特性的影响最大,入射波频率次之,温度的影响最小.所得出的结论有助于准确评估降雨对微波传输的影响以及提高利用测雨雷达和毫米波雷达等定量探测降水的精度. 关键词： 微波传输 雨滴谱分布 Mie散射 散射衰减特性     

非均匀介质球颗粒的等效介电常量

从求解拉普拉斯方程的边值问题出发,讨论了非均匀介质球颗粒的等效介电常量,给出了多种介质组成的多壳层介质球颗粒的等效介电常量的一般递推公式,推导了壳层的介电常量随半径连续变化的梯度介质球的等效介电常量的微分方程．并以壳层的介电常量为幂函数为例,得到了梯度壳层介质球的等效介电常量．     

孔隙率对气溶胶凝聚粒子光学特性的影响

采用Monte-Carlo方法,对气溶胶凝聚粒子进行了模拟,讨论了凝聚粒子的孔隙特性,分析了空间结构、原始粒子数目对凝聚粒子孔隙率和等效折射率的影响。结合物质的电结构,将气溶胶凝聚粒子离散为一系列偶极子,利用离散偶极子近似方法,数值计算了不同孔隙率气溶胶凝聚粒子的散射、吸收和消光截面各种取向的统计平均值。结果表明,气溶胶凝聚粒子的孔隙率明显取决于其空间形状和所含原始微粒的数目;气溶胶凝聚粒子的等效折射率、吸收、散射和消光截面则随孔隙率的增加而减小。研究结果可为全面理解气溶胶粒子光学特性提供参考;也可为某些涂层材料光学性能的改变提供参考,通过改变涂层材料中凝聚粒子的孔隙率来改变涂层材料的等效折射率,进而改变涂层材料对光的散射和吸收。     

对全入射角负折射二维光子晶体结构和电磁参量的研究

利用二维光子晶体的等频线分析原理和平面波展开方法,得到了使二维光子晶体产生全入射角负折射(All-Angle Negative Refraction,AANR)现象时,入射电磁波的频率取值范围.同时,分析了AANR频率范围随着结构参量(晶格类型、介质棒半径与晶格周期的比值)和电磁参量(介质柱介电常量、本底介电常量、入射电磁波偏振方向)变化的行为.结果表明:固定组成光子晶体的一种介质的介电常量,另一介质的介电常量只有达到一定阈值,才有可能使光子晶体出现AANR现象.在给定两种介质介电常量的条件下,存在使AANR频率范围最大化的结构参量和电磁参量.     

C波段球体目标系的瑞利复合散射特性

在C波段研究了一对介质球体目标的瑞利复合电磁散射特性, 得到了目标复合散射截面解析式, 验证了所得结果的正确性; 研究了入射波极化状态、目标距离、目标大小、介电常数等因素对复合散射截面的影响, 结果表明, 邻近目标对本目标散射的影响具有偶极辐射的特点, 主目标的复合散射截面是邻近目标的大小、介电常数及其位置等因素的函数; 结果为目标散射截面的准确测量、电磁相互作用等奠定了理论基础。     

高斯分层介质粗糙面光波透射问题的微扰法研究

运用微扰法研究平面波入射分层介质粗糙面的光波透射问题,推出了不同极化状态的透射光波散射系数公式。采用高斯粗糙面来模拟实际的分层介质粗糙面,结合高斯粗糙面的功率谱导出了平面波入射高斯分层介质粗糙面的透射系数计算公式。通过数值计算得到HH极化透射系数随透射光波散射角变化的曲线,讨论底层介质介电常数、中间介质介电常数和厚度、粗糙面参数及入射光波长对透射系数的影响。数值计算结果表明：底层介质介电常数、中间介质介电常数和厚度、粗糙面参数及入射光波长对透射系数的影响是非常复杂的。     

均匀各向异性介质球散射的解析研究

将均匀各向异性介质重构为电学上的无耗各向同性介质,得到了重构目标的散射截面;进而得到了主坐标系中无耗各向异性介质球的散射截面,将介质退化到各向同性介质时,各向异性介质球的散射截面与Mie理论完全一致,验证了所得结果的正确性;仿真结果表明:散射截面正比于目标介电常数张量的元素且随入射方向的变化而变化;所得结果为复杂形体各向异性介质目标的散射评判提供了理论基础。     

Scattering of radio waves by a two-layer medium with a weakly reflecting rough boundary

The average reflected field and the second moment of the scattered field of the main polarization are found and analyzed in the approximation of a small jump of the dielectric constant when a horizontally polarized wave is reflected by a two-layer medium with a rough upper boundary. It is shown that the oscillations due to frequency changes predicted by perturbation theory do not exist when the scattering parameter is large. Sounding at close angles of incidence and scattering is the most efficient method of layer thickness determination by the scattered radiation. Institute of Physics, State University, Rostov-on-Don, Russia. Translated from Izvestiya Vysshikh Uchebnykh Zavedenii, Radiofizika, Vol. 41, No. 7, pp. 889–903, July, 1998.     

Ku波段球体目标系的电磁复合散射研究

研究了球形目标之间的电磁相互作用,得到了目标二次散射场的表达式,给出了目标的复合散射场以及双站复合散射截面,并在Ku波段进行了数值仿真.结果表明：目标的尺寸对前向散射和后向散射均有较大的影响,周围目标的影响呈现出一定的周期性,二次散射随着目标间距的增大而减小,周围目标离前向散射方向越近,对前向散射的影响也越大.目标的二次散射场与一次散射场强度之比在10^-4数量级以上.在研究多粒子的相互影响时,周围的粒子可近似看作尺寸一定的粒子.利用所得结果以及坐标变换可以研究三维体系内粒子间的电磁相 关键词： 散射截面 二次电磁散射 电磁相互作用     

实现散射场强整形的微散射体阵列逆向设计方法

本文提出一种基于全介电微散射体的散射阵列结构逆向设计方法,用以实现散射电场强度整形.该方法基于空域傅里叶变换与角谱变换,从给定目标区域处期望实现的散射场强分布出发,逆向求得所需的感应源,再利用电磁感应源理论,逆向设计微散射体阵列,且只需通过解析计算便能够快速地求取出微散射体阵列的电磁参数值分布.基于提出的逆向设计方法,文中提供了三维情况下的具体算例,实现了给定方形面目标区域的散射场强整形.理论计算结果与全波仿真结果符合良好,表明本文提出的逆向设计方法具有可行性与有效性.     

Fast iterative approach to the difference scattering from a dielectric target above a rough surface

The difference field RCS (d-RCS) has been defined to analyze the scattering from the target above a rough surface. The electric field integral equations (EFIEs) of the difference induced currentJ _sd on the rough surface, the induced electric currentJ _o and magnetic currentK _o on the dielectric target under a TE wave incidence are derived. A small portion of the rough surface towards the target along the specular direction is taken to compute the scattering contributionE _s0 from the rough surface towards the target, which improves the computation speed. A numerical iterative approach is developed to solve the EFIEs and bistatic d-RCS. The surface length for iterations is dependent on the scattering angle and discussed for comparison with Johnson’s method. Using the Monte-Carlo method to generate the Pierson-Morkowitz (P-M) ocean-like rough surface, bistatic d-RCS of the dielectric target, e.g. a cylinder or a square column, above the rough surface is numerically simulated. The induced electric and magnetic currents on the dielectric target and the difference induced current on the rough surface are numerically discussed.     

Fast iterative approach to the difference scattering from a dielectric target above a rough surface

1 Introduction Electromagnetic scattering from the target above or beneath a rough surface has at- tracted much interest during recent years, because of extensive applications to radar surveillance, target detection, ground radar probing, and so on[1―3]. In order to numeri- cally simulate scattering from composite model of the target and underlying rough sur- face, some fast numerical methods, such as general forward backward method and spec- trum acceleration algorithm (GFBM/SAA)[4,5], fin…