利用辛几何理论求解电磁波在非均匀媒质中的传播

提出了一种基于辛几何的高频近似的新方法,并用此方法求解了电磁波在一非均匀媒质中的传播问题。通过辛空间上的坐标变换,使电磁波传播中的焦散问题转化为非焦散的问题,并结合几何光学的方法,求得了包括焦散区在内的高频近似解。解决了几何光学法无法在焦散区求解的问题,还可以推广到二维及三维的情况。     

单脉冲在有限域分层非均匀媒质中的传播与反射的小波分析法

本文应用小波变换求解了单脉冲在有限域分层非均匀媒质中的传播与发射，并将有限域分层均匀媒质作为它的特例，与用经典的Ｆｏｕｒｉｅｒ变换导出的结果相比较，二者完全一致，从而证明了小波变换方法的正确性，但更重要的也更有意义的是小波变换方法解决了Ｆｏｕｒｉｅｒ变换无法解决的分层非均匀媒质情形。     

使用非均匀特异媒质覆层的高增益谐振腔天线

采用非均匀特异媒质覆层,设计了一种具有高增益特性的新型谐振腔天线。该谐振腔天线采用矩形微带贴片天线作为辐射单元,安装在金属谐振腔内,其谐振频率为10 GHz。为提高天线增益,将腔表面安装蚀刻在微带基板上,由周期性单元组成特异媒质覆层。迥异于常规的单元尺寸均匀一致特异媒质覆层,本文研制的非均匀特异媒质覆层包含9×9个矩形单元,单元大小渐变。仿真表明,与常规均匀特异媒质覆层相比,该新颖的非均匀特异媒质覆层相当大程度提升了天线定向辐射性能：天线增益提高1.2 dB(从20.3 dBi增加到21.5 dBi),天线的旁瓣得到了抑制,主旁瓣比下降5 dB;同时,天线谐振频率和阻抗带宽等其他性能基本保持不变。     

二维反射面天线上电磁波传播的辛几何方法

文中采用辛几何方法得到了二维反射天线上电磁波传播问题的解.通过引入与原物理向量数量相同的新向量,与原物理向量一起组成一个辛空间,把物理空间上的传播问题推广到辛空间进行求解,得到了更为精确的结果.     

低频均匀电磁波在导电媒质界面反射的横向偏移

利用电磁场边值关系,给出了低频均匀电磁波在导电界面反射时的反射系数复数表示形式。由两导电介质界面因反射所产生的附加相移角导出了均匀电磁波在导电介质界面的横向偏移,结果发现对于低频电磁波在导电介质界面的反射只有发生全反射时才会发生横向偏移现象,并对横向偏移进行了相关计算;绘出了横向偏移随入射角的变化曲线,计算表明:电磁波在导电媒质界面反射时其在界面传播的横向偏移随入射角的变化呈上凹形,当入射角在临界角附近及接近90°时,电磁波在界面要传播较长的距离后才返回第一种媒介,在大多数入射角范围内横向偏移的大小与波长在同一个数量级。     

基于非均匀设计的高口径效率Fabry-Perot谐振腔天线

Fabry-Perot(F-P)谐振腔天线通常易实现高增益,但由于口径场非均匀的电磁场分布,使得其在大口径尺寸下的口径效率较低。本文设计了一种新型的F-P谐振腔天线,该天线采用非均匀特异媒质覆盖层实现口径场等幅分布,并通过非均匀特异媒质反射地实现口径场同相分布,从而提升F-P谐振腔天线在大口径尺寸下的口径效率。基于射线追踪法,推导了非均匀覆盖层和非均匀反射地的设计公式。本文设计、加工并测试了一款口径尺寸为5.18 λ(λ为自由空间波长)的圆形F-P谐振腔天线。仿真和测试结果吻合良好,|S11|<-10 dB的阻抗带宽为4.14%(5.740~5.980 GHz);在工作频点5.8 GHz处,该新型F-P谐振腔天线的增益为23.8 dBi,与传统F-P谐振腔天线相比,其口径效率从78.9%提高到90.5%。     

平面分层媒质中二维非均匀结构的电磁逆散射问题

本文在研究平面分层媒质中二维非均匀结构的电磁散射的基础上，研究埋藏在平面分层媒质中的二维非均匀结构的电磁逆散射问题。     

一种分析可用于手征媒质测量的准光谐振系统中电磁波传播的数值方法

用有限差分法的箱式差分格式分析了可用于手征媒质测量的准光谐振系统中的电磁波传播，采用求解抛物化波动方程方法可以得到整个系统中各个不同位置处的场值，同时也给出了几个典型算例，并与解析方法进行了比较。     

SOLVING THE PROPAGATION OF ELECTROMAGNETIC WAVE IN A SIMPLE TWO—DIMENSI8ONAL INHOMOGENEOUS MEDIUM BASED ON SYMPLECTIC GEOMETRICAL THEORY

A new symplectic geometrical high-frequency approximation method for solving the propagation of electromagnetic wave in the two-dimensional inhomogeneous medium is used in this paper. The propagating caustic problem of electromagnetic wave is translated into non-caustic problem by the coordinate transform on the symplectic space. The high-frequency approximation solution that includes the caustic region is obtained with the method combining with the geometrical optics. The drawback that the solution in the caustic region can not be obtained with geometrical optics is overcome by this method. The results coincide well with that of finite element method.     

辛算法及其在电磁场方程中的应用

许多基本的物理问题都可描述成Hamilton系统。Hamilton系统的主要特征是保持系统的相空间体积不变和总能量不变,因此在建立求解Hamilton系统的算法时,要力争算法能保持这些基本特征,以保证算法的逼真性。辛算法是近年来发展起来的求解Hamilton系统的新算法。本文介绍有限维和无限维Hamilton系统的辛算法的基本理论和在求解电磁场方程中的应用。     

三维非均匀介质成像问题的区域分解方法

在利用数值方法分析非均匀介质问题时,容易生成大型系数矩阵,从而在求解时常常造成计算机内存不足或者计算时间过长。该文利用区域分解方法对三维非均匀介质成像问题进行分析,通过将求解区域划分为几个子区域,在子区域上以迭代求解子问题的方式解决以上问题。文中给出的迭代收敛速度曲线证明区域分解算法的收敛速度很快。该文对一些复杂的非均匀介质问题给出了模拟测量成像的结果。     

A 2×2 Matrix Algebra for Electromagnetic Wave Propagation in Stratified Biaxial Media

We present a new 2×2 matrix algebra for electromagnetic wave propagation in stratified biaxial media. Our method is based on Maxwell's equations and the continuity of the tangential components of the electric and magnetic field vectors and gives an exact complete solution. No restrictions are necessary for the orientations of the axes of the dielectric tensors of the stratified medium and the properties of the incident plane wave. A complete and systematic methodology is provided for calculating all wave parameters and all properties of the reflected and transmitted waves in terms of 2×2 Fresnel reflection and transmission matrices.     

非均匀介质中的场与波：理论及其在电测井中的应用

本文综述了非均匀介质中场与波理论近年来的研究进展及其应用成果，着重介绍了非均匀介质中的电磁场正演分析和反演计算中的各种高效数值方法，以及它们在电法测井数值模拟和成象研究中的成功应用。     

非均匀介质多柱体散射的计算

本文运用迭代MEI过程对非均匀介质柱的多柱体散射进行了计算。该迭代过程充分运用了不变性特点，使MEI方程在各次迭代中反复使用，不仅减少了计算量也大大减少了所需的内存空间．对于不规则网格剖分下有限差分方程的建立，则采用了一种广义的测试系数的方法。文中将均匀介质多柱体散射作为非均匀情况之特例，与已有结果作了对比，获得良好的一致性。对非均匀介质柱的计算，也提供了算例。     

回旋管准光辐射器研究与设计

准光辐射器是高功率回旋管准光模式变换器的重要组成部分.采用几何光学理论分析圆波导准光辐射器,根据高斯波束(TEM00模)在辐射器切口处形成的原因,利用耦合波理论设计波纹波导准光辐射器.通过编写程序并进行数值优化完成140 GHz、TE28,8模式回旋管波纹波导准光辐射器的设计,结果表明波纹波导辐射器的总长度仅为205.2 mm,切口长度为47.2 mm,在辐射器螺旋切口Brillouin区内高斯模式标量相关系数大于98%.本文所用的方法也可用于其它频率和模式的回旋管准光辐射器设计.     

电磁波垂直入射到平面多层旋波煤质的反射

本文首先给出旋波煤质基本公式，然后从传输线理论出发，用阻抗法解决了线极化平面被垂直和入射到多层平面旋波媒质的反射向题，处理方法简单方便，且易理解。文中最后给出了一些数值模拟计算结果，并将其与另外的方法进行了比较．结果吻合得很好。     

回旋管准光辐射器研究与设计

准光辐射器是高功率回旋管准光模式变换器的重要组成部分.本文首先采用几何光学理论分析圆波导准光辐射器,然后根据高斯波束(TEM00模)在辐射器切口处形成的原因,采用耦合波理论设计波纹波导准光辐射器.通过编写程序并进行数值优化完成140GHz,TE28,8模式回旋管波纹波导准光辐射器的设计,结果表明波纹波导辐射器的总长度仅为205.2mm,切口长度为47.2mm,在辐射器螺旋切口Brillouin区内高斯模式标量相关系数大于98%.本文所用的方法也可用于其它频率和模式的回旋管准光辐射器设计.