偶极子在径向非均匀介质中的电磁场分布

提出了柱状多层介质中的磁偶极子在任意介质层中的电磁场的递推算法，给出了磁偶极子产生的电磁波在柱状多层介质中的反射、透射系数和广义反射系数，从而得到了任意介质层中满足各层界面边界条件的电磁场解析表达式．     

圆形面偶极层与圆电流的电磁场

通过解电场的轴对称边值问题求出了圆形面偶极层的电势分布，使用其结果和类比方法找到了圆电流的磁场分布。     

成层介质中位场格林函数的快速算法

运用混合法的对偶形式给出了纵向成层、径向不均匀的轴对称介质中位场格林函数的数值解,并将其应用于普通电阻率测井响应的数值分析。由于该算法对问题进行了降维处理,和有限元法相比,具有明显的速度优势。     

非均匀介质中电磁场定解方程的确立

针对非均匀介质中的电磁场,结合一阶偏微分场方程和介质的物态关系,从稳恒场到时变场,研究定解方程的建立过程,集中给出不同场合下定解问题中变系数非齐次偏微分方程的各个具体形式,为求解相应电磁场问题提供理论基础.     

等离子体在任意强度的直流电场中产生电流的过程

通过Fokker-Planck模拟,研究了等离子体在任意强度的直流电场中产生电流的过程以及电子分布函数的演变过程.研究发现,不同强度的电场中等离子体的行为存在着明显的差别.在弱电场中,电流与电场满足Spitzer公式,且电流产生的响应时间约等于撤销电场后电流衰减的弛豫时间;在中等强度的电场中,电子分布函数呈现为静止Maxwell分布和漂移Maxwell分布之和,而且在中等强度或者强直流电场中弛豫时间也将远远大于响应时间.根据电子分布函数的演变规律,推导了一组类似于流体力学方程的公式,这组方程像Spitzer公式一样简便地描述了等离子体中电流与电场的关系,并且对电场强度没有限制.数值模拟显示这组方程比Spitzer公式更适用于等离子体的混合粒子模拟中. 关键词： 等离子体电流 电子分布函数 Fokker-Planck模拟 Spitzer公式     

水平层状各向异性介质中电磁场并矢Green函数的一种高效算法

利用高阶窗函数结合连分式展开等技术研究并建立一种水平层状各向异性介质中电磁场并矢Green函数的快速有效算法. 首先借助于高阶窗函数将构成并矢Green函数的Sommerfeld积分转化成广义快速下降路径上积分,并给出高阶窗函数Hankel变换的一种新的更高阶幂级数展开式以及严格的Lommel函数表达式,以满足在全空间上高精度计算并矢Green函数的要求. 在此基础上,用Bessel函数的零点将积分路径划分成一系列小区间并通过改进的自适应Gauss求积公式确定各个小区间上的积分值,然后引入连分式展开法对各个区间上的积分值求和,从而使整个积分的收敛效率得到大大提高. 最后通过数值结果验证本方法的有效性. 关键词： 高阶窗函数 连分式展开 并矢Green函数 层状各向异性介质     

负折射率介质层中光波的相位和传输特性研究

针对在理解负折射率材料中光波的传播特性时相位的特殊性质 ,详细分析推证了负折射率介质中折射率、波矢k的大小和方向、空间坐标系以及波相相位互之间的关系。分析结果表明负折射率介质层中的波矢k的反常取向是由于其标量值为负 ;在统一的坐标系下 ,由该标量值参与数值计算和分析 ,k则由标量值和单位矢量k0 (k0 >0 )共同决定 ,而不必再考虑左、右手系的区别。在此基础上依据电磁场理论推导了光波在负折射率介质层中的传输矩阵 ,用以分析含有负折射率介质层的复杂薄膜系统的光学性质。初步计算结果显示含有负折射率介质层的膜系对TE和TM波的光谱特性都有显著改变     

水平层状介质并矢Green函数的递推矩阵方法

采用递推矩阵方法计算任意数目水平层状介质的并矢Green函数.根据层界面处电场和磁场的连续性条件得到3个确定Sommerfeld积分待定系数的矩阵方程组,分别对应于垂向单位电偶极子产生的TM波、水平方向单位电偶极子产生的TE波和TM波,这些方程组均可通过递推方法快速求解.只需改变3个方程组中源项元素的位置,就可以方便地得到当源点和场点在任意层时的并矢Green函数.本文给出的并矢Green函数表达式形式简洁且不含指数增加项,计算时不会出现溢出现象.     

多层交替介质中电子-SO声子的耦合函数和色散关系

本文根据Wendler,潘金声提出的双层介电系统的电子-声子相互作用理论,推导了具有对称结构的多层交替介质的电子与SO声子的耦合函数和SO声子的色散关系,并以GaAs-Ga1-xAlxAs介质为例做了数值计算.     

一个关于勒让德多项式的积分公式及其简单应用——圆形带电环和电流环的静态电磁势

给出了一个关于勒让德多项式的积分公式及其证明,用该公式和叠加法方便快捷地导出了圆形带电环和电流环的静态电磁势.     

Electromagnetic fields in a waveguide with a modulated filling near the frequency of resonant interaction between the signal wave and modulation wave

The interaction between a transverse-electric (TE) signal wave and a periodically modulated wave in a waveguide of arbitrary cross-section is considered. The wave equation for the potential of TE field near the frequency of resonant interaction between the signal wave and modulation wave is solved, using the double-scale expansion method. The fields in the first approximation with respect to the modulation indices are obtained.     

电磁学中的格林函数

文章回顾了电磁学中的格林函数理论与格林函数方法。首先,引入标量波动方程对应的格林函数,并与信号系统中的冲击响应函数作类比。其次,引入矢量波动方程对应的并矢格林函数,包括均匀和非均匀介质中的格林函数,并探讨其与电磁理论中的互易定理、等效原理之间的联系。最后,介绍了考虑介质的运动效应和电磁场的量子效应下的格林函数理论。此外,文章也探讨了电磁格林函数在无线通信、电磁兼容等工程领域的应用。     

Bulk heterogeneous plane waves propagation through viscoelastic plates and stratified media with large values of frequency domain

This paper introduces the bulk heterogeneous waves concept into the well known Thomson-Haskell method for computing transmission/reflection coefficients through stratified media. If one of the layers is absorbing, bulk heterogeneous waves are generated at interfaces with other layers and the generalized Snell's laws for heterogeneous modes have to be used. This method was reported to be unstable for large values of frequency domain (FD), the product of the frequency and the medium thickness. The new expression for the matrix transfer between interfaces given in this paper is tested with large values of FD, without showing instability. Large values of FD imply significant effects of attenuation, which is frequency dependent. One particular effect is the interface transmission of modes beyond the limit angle if it is defined with the homogeneous waves concept. This is shown with acquired and simulated waveforms, after transmission through an epoxy layer. Waveforms transmitted by adhesive joints are also presented.     

基于等效电流源的分层媒质目标反演研究

针对分层媒质目标反演问题, 提出了一种基于等效电流源的目标重建方法. 该方法首先利用散射数据重建辐射电流源, 然后将等效电流源的求解转化为最优化问题来处理, 通过共轭梯度方法搜索得到全局最优解, 进而实现对目标的反演, 该方法充分挖掘了散射数据所包含的信息, 缩小了解的搜索空间维度, 具有求解效率高的优点. 深入研究了频率、 采样间隔、 采样长度、 噪声水平以及背景估计对反演结果的影响, 并对上述结果做了理论分析. 仿真结果表明, 该方法能够较好地实现分层媒质目标的反演, 可以应用于穿墙成像、地质勘探等领域. 关键词： 电磁散射 分层媒质 等效电流源     

Propagation of self-trapped circular beams in strongly nonlocal nonlinear media

A very general family of self-trapped circular beams (CiBs) in circular cylindrical coordinates is presented in strongly nonlocal nonlinear media. The complex amplitude of the CiBs is depicted by the product of the Whittaker functions and the Gaussian function, and is characterized by two parameters. Special cases of the CiBs and the even and odd mode CiBs are the standard, elegant, and generalized Laguerre-Gaussian beams and the even and odd mode standard, elegant, and generalized Laguerre-Gaussian beams.     

有ITO透明导电膜的平面分层介质系统的电磁波性能理论研究

理论研究了有ITO(indium tin oxide)透明导电膜的多层平面分层介质系统的电磁性能，给出的理论曲线和实测曲线符合很好.多层平面分层介质系统的电磁性能与ITO膜(方块电阻为8Ω)所在界面位置和平面分层介质系统层数及各层厚度等有关.优化设计了一种含有ITO透明导电膜的厚度仅7.35mm的四层平面分层介质系统，其在8—18GHz频段内电磁波反射性能很好.作为多层平面分层系统中的ITO导电膜，其方块电阻应低于30Ω，并且越小，其反射性能越好. 关键词： 多层平面介质系统 电磁性能 ITO透明导电膜     

极化电场对可激发介质中螺旋波的控制

螺旋波在不同的物理、化学和生物系统中普遍存在.周期外场,比如极化电场,尤其是具有旋转对称性的圆极化电场可对螺旋波动力学产生重要影响.本文综述了极化电场对可激发介质中螺旋波的控制,包括共振漂移、同步、手征对称性破缺、多臂螺旋波的稳定、次激发介质中的螺旋波、三维回卷波湍流态的控制、心脏组织中螺旋波的去钉扎、心脏组织中螺旋波湍流态的控制等.     

径向线内电子束的空间极限电流

为了对径向线内电子束的空间极限电流及相关物理参量进行分析, 在径向方向无穷长与束流密度轴向均匀的假设条件下, 对电势满足的线性泊松方程进行了解析求解, 得到了空间极限电流的解析表达式, 接下来对束流密度轴向非均匀分析条件下电势满足的非线性方程进行了数值求解, 并与解析结果进行了对比。研究表明径向电子束具有较高的空间极限电流且当束流接近于极限电流传输时, 束密度的非均匀性明显增加, 相关结论可以为径向高功率微波器件的设计提供指导。