TE波辐射下超材料圆柱电磁斗篷特性分析

利用有限元方法分析了TE波辐射下,超材料圆柱斗篷的电磁特性。发现当超材料的介电常数、磁导率和电导率偏离理论值0.5%时,斗篷外的电场发生了明显变化;当超材料的介电常数、磁导率和电导率为理论值时,不论在斗篷内放置什么特性的材料,也不论斗篷内壁上的边界条件如何,超材料圆柱斗篷都具有隐形作用。仿真结果与Cummer等人的结果进行了比较,证明了电磁模型的有效性。     

电磁隐身斗篷奇异性问题的处理与分析

在构建理想电磁隐身斗篷/隐身罩的过程中,扩展式映射方法将不可避免地引入内边界媒质参数极值这个奇异性问题,严重影响了隐身器件的实际可实现性和工作频带宽度.针对上述的奇异性问题,总结归纳了三类不同的处理方法.重点分析了第二类渐变维度扩展法,给出了详细的参数图表说明并通过数值仿真验证了该方法的可行性.     

超材料金属板透视装置设计

基于变换光学方法,提出了金属板透视装置,导出了其介电常数和磁导率分布,并采用有限元分析软件COMSOL进行了证实.仿真了TE波和线电流源激励下的透视特性,并详细讨论了透视装置互补区和恢复区的相对位置及其损耗对透视特性的影响,结果表明:TE波和线电流源激励下该装置均有透视功能,并且其透视特性不受互补区和恢复区相对位置变化...     

隐形斗篷的研究

基于坐标变换理论设计了菱形、不规则四边形和扇形隐形斗篷。利用COMSOL Mul-tiphysics对其进行仿真得到,覆盖斗篷后电磁场可以"拐弯"绕着物体走,斗篷内部区域未受到电磁场干扰,隐形效果均得到了较好的证实。这三种形状的隐形斗篷比圆柱形和球形斗篷更为常见,因而在减少物体的雷达散射截面(RCS)方面具有更为广泛的实用性。     

隐形斗篷的研究

基于坐标变换理论设计了菱形、不规则四边形和扇形隐形斗篷。利用COMSOL Mul-tiphysics对其进行仿真得到,覆盖斗篷后电磁场可以＂拐弯＂绕着物体走,斗篷内部区域未受到电磁场干扰,隐形效果均得到了较好的证实。这三种形状的隐形斗篷比圆柱形和球形斗篷更为常见,因而在减少物体的雷达散射截面（RCS）方面具有更为广泛的实用性。     

任意形状隐身斗篷和电磁旋转器的研究

以无限长超材料任意形状壳为理论模型,研究超材料这种新型人工复合材料。在变换光学中,空间变换可以被认为是材料的变形,变换空间的介电常数和磁导率张量是材料的变形场得到的。通过数值求解拉普拉斯方程,根据光学变换理论,可以获得超材料的材料参数。利用全波仿真的方法仿真二维任意形状的隐身衣,电磁旋转器和集中器。当斗篷的介电常数和磁导率满足理论值时,隐身衣和电磁旋转器表现出完美的隐身和电磁旋转等特性。     

基于超材料的正多边形电磁波聚焦器设计

该文基于变换光学方法,导出了正多边形电磁聚焦器的介电常数和磁导率的分布,并用有限元分析软件COMSOL进行了证实。分别仿真了TE波和线源激励下正三边形、正四边形、正五边形和正六边形电磁聚焦器附近的电场分布和能量密度分布,并讨论了正多边形电磁聚焦器聚焦区域面积大小和电磁参数偏离理论值对其聚焦特性的影响,结果表明：聚焦区域越小,电磁聚焦越强;当超材料的电磁特性偏离理论值时,电磁聚焦特性发生变化。     

太赫兹波超材料吸波体的特性分析

超材料吸波体通常是由一些在介质基底表面上周期分布的亚波长开口环谐振器（SRRs）组成,它们的吸收率在很大程度上取决于顶层SRRs的结构细节及介质的材料性质。利用时域有限积分法（FITD）对太赫兹波的超材料吸波体进行传输特性研究,分析了PI介质厚度、单元尺寸、开口环谐振器宽度、顶层silicon的电导率和PI介质的介电常数对太赫兹波超材料吸波体吸收峰位置和吸收率大小的影响。此超材料吸波体的特性研究对太赫兹波调制器、滤波器、吸收器及偏振器等器件设计和制备具有一定的指导意义。     

基于超材料的太赫兹波吸波材料

超材料是一种人工设计的具有周期单元阵列结构的电磁材料,具有超常物理特性。基于超材料的太赫兹吸波材料在太赫兹技术领域有许多潜在的应用。简述了超材料吸波材料的理论基础,综述了国内外在单频、双频、多频带和宽带太赫兹超材料吸波材料领域的研究进展,并展望了太赫兹吸波材料研究的未来发展方向和趋势。     

人对矩形隧道中电磁波传输特性的影响

用三维有限元方法研究了单个人对矩形隧道中无线信号的影响，得出如下结论：随着工作频率的提高，存在人体的不均匀波导段的反射系数增加，透射系数降低，从而损耗在人体中的入射功率的比例也增加。当工作频率大于一定值时，这种变化趋势变得不明显。人体的电特征参数的变化对反射系数、透射系数和损耗的影响不很明显。     

基于ANSYS的潜油电机电磁场计算

异步电机的电磁场计算是属于比较复杂的研究对象之一,而潜油电机因其特殊的结构和用途又是异步电机中的比较特殊的情况。针对某典型潜油电机的电磁场,应用ANSYS有限元软件建立有限元模型,通过数值计算得到了該潜油电机的电磁场的磁场分布、磁力线分布、磁密分布,同时计算出了定子轭部磁密和齿部磁密。经数据分析表明,该潜油电机定子采用闭口18槽,转子采用16槽的配合是比较合理的。     

复合网格法在电磁散射问题中的应用研究

复合网格方法采用区域分解算法的思想,将计算区域分为粗网格与细网格两个区域.在电磁散射问题中,细网格区域包含了微细结构的电磁散射信息.利用连接边界条件,将粗网格计算结果和细网格计算结果分步进行计算,从而得到包含有微细结构的电磁散射信息.该计算方法可以减少此类计算问题的计算量,所得结果与全部区域进行细网格划分的结果进行了比较,两种结果复合很好.     

电磁场与电磁波教学思考

“电磁场与电磁波”课程是电子科学与技术、通信工程、电子信息等专业的一门重要的专业基础课程。该课程具有内容多、涉及面广、理论性强、概念抽象、涉及数学概念多等特点,是有一定教学难度的课程。本文针对这些特点,从内容安排、形式设计多个角度展开探讨,认为通过细致的课堂教学安排,充分利用各类资源可以达到更好的教学效果。     

一种局域化协同增强太赫兹波电磁场的超材料

设计了一种太赫兹(THz)波段的超材料,可以实现 对垂直入射THz波的电、磁场局域化协同增强。数 值仿真表明,在线偏振的THz脉冲垂直辐照下,利用本文超材料的结构能得到强显著增强且 高度局域化的电、磁场 分布,入射THz波的电、磁场分量可以分别增强20倍;被增强的电、磁场局域化 在μm²尺度范 围内,且在空间上不重叠。基于等离激元理论分析了超材料内部的面电流分布以及超材料内 部电 荷的积累,给出了电磁场协同增强及局域化的理论解释,即超材料的特殊结构产生的 电容效应及面 电流的汇聚作用分别是导致电、磁场协同局域化增强的原因。最后,具体分析了超材料关键 的几何参数对 于场增强效果的影响。本文提出的超材料方案,有望应用于THz波段近场光学、非线性光 学及THz波与磁有序介质相互作用等领域。     

激光辐照锑化铟红外探测器的热应力损伤研究

通过介绍锑化铟红外探测器的基本构成及其材料热力学相关特征,阐述了激光辐照锑化铟红外探测器造成的损伤机理,采用有限元分析法,分析相关的辐照环境和条件并建立了一种三维仿真模型。仿真模拟了波长为10.6 μm的CO2激光辐照锑化铟红外探测器时各部分的温度变化及应力变化情况,通过数值分析比较了在光斑面积一定的情况下经过不同功率的激光辐照后锑化铟探测器表面径向及内部轴向发生的温度场变化及应力场变化;探测器表面应力值经过106 W/cm2的激光辐照后很快达到最高点,造成损伤,锑化铟与铟柱接触部分的应力值随光斑半径大小不同而有所变化。将锑化铟探测器材料的应力损伤阈值及变化趋势同已有实验数据进行对比,验证了模型的精确性。     

ANSYS在“工程电磁场”课程教学中的应用

本文阐述了在“工程电磁场”课程理论教学中,引入ANSYS有限元分析软件解决实际工程问题的意义,并以涡流集肤效应为例,介绍并分析了其在工程中的具体应用。实际教学效果表明,这种教学方法可以加深学生对电磁场理论以及工程应用的理解,培养学生解决实际工程问题的能力。     

TSV 的电磁-热-结构耦合分析研究

基于三场的控制方程建立了电磁场、热场及结构场耦合分析的数学模型,推导出其等效积分“弱”解形式,研究了 TSV（Through Silicon Via,硅通孔技术）电磁-热-结构的多物理场耦合效应,分析了高斯脉冲加载条件下TSV 的温度和等效应力分布情况。仿真结果表明,在考虑三场耦合的情况下得到的结果更为准确,这将有助于 TSV的设计及对其性能进行相应的预测。