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磁化等离子体光子晶体是磁化等离子体和介质(真空)构成的人工周期性结构.本文用磁化等离子体的分段线形电流密度卷积(PLCDRC)时域有限差分(FDTD)算法分析了磁化等离子体光子晶体特性.分析了磁化等离子体参数对电磁带隙的影响.从时域的角度分析了高斯脉冲在磁化等离子体光子晶体中的传播过程,给出了时域反射和透射波形.从频域的角度给出了磁化等离子体光子晶体的电磁反射系数和透射系数,并对结果进行了分析.
关键词:
磁化等离子体
光子晶体
时域有限差分法 相似文献
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给出了一种新的计算各向异性磁化色散介质的有限差分(FDTD)算法,称为移位算子FDTD(SO-FDTD)算法,它利用算子之间的移位递推关系,将一类色散介质的包含介电常数的表达式写成有理分式函数形式,进而导出FDTD中一系列相关量之间的关系.通过计算各向异性等离子体平板对电磁波的反射系数和透射系数,验证了该算法的高效性和高精度,与JEC算法相比,可使计算效率提高数倍.
关键词:
磁化等离子体
电磁波
FDTD方法
各向异性 相似文献
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提出了一个新的分析各向异性磁等离子体中电磁波传输特性的时域有限差分(FDTD)方法。该方法是将电流密度矢量与电场强度矢量之间的本构方程基于拉普拉斯变换原理转到复频域,然后再逆变换到时域得到它们之间显式的方程,最后再结合指数差分,得到离散时域的显式的FDTD迭代方程,解决了本构方程中电流密度矢量的分量相互耦合而不易直接离散的困难。该方法在数学上具有简单明了和易于计算的特点,同时通过该方法计算各向异性等离子体板的电磁波反射和透射系数,与其解析解进行比较,结果表明了该方法的准确性和有效性。 相似文献
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通过增加外磁场来调控等离子体光子晶体的光子带隙结构,采用时域有限差分算法分析了由本征层为磁化等离子体层和其他电介质材料层交替堆叠而成的磁化等离子体光子晶体的光子带隙结构,数值模拟中采用完全匹配层吸收边界条件以防止边界的反射。由于外磁场的法拉第磁光效应,使等离子体的介电常数随着外磁场的变化而改变。数值结果表明,等离子体光子晶体的带隙特性在一定的频率范围相应地得到调节,实现了频率低于等离子体频率的电磁波也能在等离子体中传播。 相似文献
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等离子体涂覆目标散射特性SARC FDTD方法分析 总被引:1,自引:0,他引:1
基于数字信号处理中的半解析递归卷积(SARC)算法,提出一种用于色散介质电磁特性分析的通用递归卷积时域有限差分方法(SARC FDTD),不仅具有绝对稳定性和高精度、低内存、高效率等优点,而且对于常见色散介质模型,具有统一的形式,计算时只需给出色散介质模型的极点和对应系数,使用方便,通用性好.通过算例验证了方法的有效性,并对有等离子体存在的目标电磁散射截面(RCS)进行了计算和分析. 相似文献
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通过Z变换的方法,将与频率有关的磁化等离子体的介电常数由频域变换到Z域,推导了Z变换形式的时域有限差分法计算式,模拟了电磁脉冲在磁化等离子体中的传播。经过离散傅里叶变换,给出了电磁波通过磁化等离子体后的反射系数和透射系数与频率的关系。还给出了模拟结果和理论值的对比。结果表明,Z变换算法的模拟结果比卷积分更接近理论值。 相似文献
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针对二维各向异性磁等离子体提出一种有效的无条件稳定算法,新算法结合了辅助微分方程(ADE)方法与Crank-Nicolson approximate-decoupling(CNAD)时域有限差分算法仿真各向异性磁等离子体介质。传统的ADE-FDTD方法应用在一维各向异性色散介质具有较高的精度和效率,将提出的新算法ADE-CNAD-FDTD应用到二维各向异性磁等离子体介质中不仅解决了电磁波在具有各向异性和频率色散特性介质中传播的仿真难题,而且去除了CFL稳定性条件。该算法在保留了原有的精度情况下大幅度地提高了计算效率并成为无条件稳定的形式。给出一个算例证明该算法的有效性,通过模拟电磁波在磁等离子体中的传播,仿真结果与传统的ADE-FDTD算法对比,证实了该算法的高效率、无条件稳定性和高精度。 相似文献
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一种高效计算各向异性磁化等离子体的时域有限差分算法 总被引:1,自引:1,他引:1
利用电流密度和电场强度的卷积关系,引入电流密度和电场强度分段线性近似,导出一种适合各向异性磁化等离子体介质的FDTD算法的计算公式.计算各向异性碰撞磁化等离子体平板对平行于磁场传播的电磁波的反射和透射系数,与解析结果比较,验证该算法的高效性和高精度,与电流密度卷积(JEC)算法和分段线性电流密度卷积(PLCDRC)算法相比,计算精度及计算效率显著提高.此外,用该算法验证了法拉第旋转效应. 相似文献
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The total amplitude reflection coefficient of EM wave in a nonuniform plasma slab coated on perfect conductor plane is newly derived by using the scattering matrix method (SMM), and the attenuation is calculated. Three types of plasma electron density profile, that is the hyperbolic, sinusoidal, and linear profiles, are used. The external magnetic field and plasma parameters such as the maximum electron density and collision frequencies are discussed to calculate the attenuation of EM wave. The calculation results show that the plasma electron density profile and maximum electron density exert a large effect to the attenuation of EM wave and the attenuation under the uniform external magnetic field is taken place by the electron cyclotron resonance absorption, the up hybrid resonance absorption and geometric resonances absorption. 相似文献
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将移位算子(shift operator,SO)-时域有限差分(fintie difference time domain,FDTD)方法推广到外磁场沿任意方向时磁化铁氧体的情形.从磁化铁氧体的相对磁导系数张量和各向异性情形下Maxwell旋度方程出发,推导出外磁场沿任意方向情形下磁化铁氧体电磁散射的SO-FDTD迭代公式.应用该方法计算了磁化铁氧体层、磁化铁氧体球及含磁化铁氧体涂层的Von Karman形雷达罩电磁散射,数值计算结果表明了该算法的正确有效性.
关键词:
磁化铁氧体
FDTD
移位算子法 相似文献
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Filamentation phenomenon is one of the most important outcomes of applying a strong magnetic field to low-pressure plasmas and dusty plasmas. In this article, the variation of filamentation phenomenon with neutral gas pressure and plasma density will be investigated using numerical simulations. It will be shown through these simulations how the formation of the filamentary patterns in the magnetized plasma results in a localized electric field structure that strongly contributes to the properties of the filamentary patterns. Based on the results of the simulations, a theoretical model is derived that relates the width of the filamentary patterns to the plasma density. The model has been successfully employed to predict the width of the patterns emerging in various simulations of the magnetized plasma. 相似文献