FDTD法分析高速集成电路芯片内互连线

本文首次利用时域有限差分(FDTD)法分析了高速集成电路芯片内半导体基片上的有耗互连传输线的电特性.文中提出了有耗吸收边界条件,推导了不同媒质交界面上的边界条件通用格式.在FDTD分析的基础上,得到传输线各种参数的频变特性,为芯片内电路模拟提供了可靠的参数.     

有耗媒质的PML技术及其在目标探测中的应用

完全匹配层是近年来迅速发展起来的一种非常有效的吸收边界,本文进一步将非分裂完全匹配层技术扩展到有耗有媒质,并将它与时域有限差分法一起用于研究有耗媒质中的目标探测问题,文中具体讨论了计算模型、天线加载以及完全匹配层媒质参数的选取;详细分析了收发天线以及收发天线与有耗媒质之间的相互耦合关系,最后给 耗媒质中存在空洞、金属管等散射体时,天线在媒质表面扫描所得的波形图,本文中的方法和模型更接近实际。可用于     

分层煤质中探测浅二维目标的新方法

本文提出利用时域散射信息对埋于分层媒质中的无耗二维电磁目标进行微波成像的新方法一时城变分迭代法（TVIM）。这是一种基于电磁体等效原理、变分原理和傅立叶变换的迭代方法。我们列举一些典型的数值反演实例,并与有关文献结果作了比较,考察TVIM的收敛性能、反演复杂目标能力、抗随机噪声等反演性能,并从理论上简要分析形成TVIM良好反演性能的原因。     

类回旋各向异性媒质电磁特性及参数反演研究

讨论了类回旋各向异性媒质参数在对称、共轭对称以及反对称等条件下的有耗性、互易性.然后利用不同极化、不同角度入射条件下类回旋各向异性材料平板的自由空间反射、透射系数及其与媒质参数的特点,通过设计不同的目标函数,提出了在对称、共轭对称以及反对称条件下分步反演该类媒质参数的方法.算例中考虑了有噪声条件下的反演,并讨论了频率的选择、初始值的正确选择以及纵向参数的反演.结果表明,分步反演方法是可行的,为任意复杂电磁媒质的反演提供了一条新的思路.     

任意连续媒质层介电常数剖面的分域重建

本文应用网络原理导出了渐变媒质层中反射系数的微分方程,进而获得了重建媒质介电常数的近似解析闭式.通过给出任意媒质层的等效网络S参数,可以得到任意连续媒质层介电常数剖面的一种分域重建方法.重建实例证明了本文方法的有效性.     

分层媒质中探溅浅二维目标的新方法

本文提出利用时域散射信息对埋于分层媒质中的无耗二维电磁目标进行微波成像的新方法－时域变分迭代法（ＴＶＩＭ）。这是一种基于电磁体等效原理、变分原理和傅立叶变换的迭代方法。我们列举一些典型的反演实例，并与有关文献结果作了比较，考察ＴＶＩＭ的收敛性能、反演复杂目标能力、抗随机噪声等反演性能，并从理论上简要分析形成ＴＶＩＭ良好反演性能的原因。     

有耗表面反射波的极化特性研究

文中对有耗媒质界面反射波的极化特性进行了较详细的分析与计算，指出此时反射波的极化与入射波的极化是不同的，给出这种变极化特性随媒质参数及入射角的各种关系曲线，这些曲线对分析雷达目标的散射极化特性是很有意义的。     

有耗各向异性材料的判别准则

从Maxwell方程出发，导出了平面波入射到半无界均匀各向异性媒质时电磁场的相互关系，根据有耗媒质应满足波传播条件和玻印廷矢量散度的实部应小于零，推得了无源有耗各向异性材料参数应满足的条件，论述了该有耗判别准则的充要性，为任意吸波材料参数的反演研究打下了理论基础。     

平面波在双负和双正参数媒质界面的反射与折射

研究了平面波在均匀无耗的、各向同性的、介电常数和磁导率同时为正和同时为负的媒质界面的反射与折射.理论分析了反射波和透射波在两种媒质中的传播特性,从而解释了负折射发生的原理.还给出了反射系数和透射系数的表达式.讨论了发生全反射和全折射的可能条件.     

一种计算有耗媒质中跨界目标电磁散射的高效算法

为了克服传统离散复镜像法计算有耗媒质中索莫菲尔德积分的不足,提出了一种基于增强离散复镜像法的插值算法。当场点和源点位于分界面两侧时,谱域格林函数中同时包含场点和源点位置坐标,传统二级离散复镜像法无法一次拟合复指数参数,考虑将谱域核函数对场点坐标分离,然后建立复镜像参数随源点坐标的一维插值表,从而可以对复镜像参数进行插值运算;当场点和源点均位于有耗媒质中时,二级离散复镜像法的采样路径会带来错误,提出对谱域核函数进行形式变换再进行求解,从而使插值法适合有耗媒质中格林函数的计算;为了扩大传统二级离散复镜像法的横向计算距离,在对复镜像参数进行复指数级数拟合时,选择增强离散复镜像法的采样路径。该方法同传统对格林函数进行插值的方法相比,在计算复杂度降低的同时,效率和精度都获得了大大提高。     

任意连续媒质层介电常数剖面的分域重建

本文应用网络原理导出了渐变媒质层中反射系数的微分方程，进而获得了重建媒质介电常数的近似解析闭式。通过给出任意媒质层的等效网络ｓ参数，可以得到任意连续媒质层介电常数剖面的一种分域重建方法。重建实例证明了本方法的有效性。     

线性互易媒质电磁参数的计算机辅助测量

本文研究任意媒质的电磁参数测量。一般地,把媒质样品看作一段均匀有耗网络,利用所测得的S参数反演出媒质的完全电磁参数(?)=ε_0(ε′-jε″)和(?)=μ_0(μ′-jμ″)。全部过程采用计算机辅助分析。文中给出了实验结果。     

电波在有耗分层媒质中传播的频域特性研究

本文在频率域上研究了电波在分层媒质中的传播特性，提出了一种新的电波在有耗分层媒质中的传播的频域模型，利用计算机仿真分析了电波在层状媒质中的传播的频率特性，得出了各介质参数及电波频率与传播持性的关系。     

基于时域反射数据的分层媒质的参数反演

本文根据双曲型偏微分方程的特征线理论分析了分层媒质参数与时域反射信号的因果关系,了基于时域反射数据的分层媒质的参数反演的离攻化模型,结果表明,仅仅依靠电场域磁场的时域散射数据,不能实现分层有耗媒质介电常数和电导率的同时反演,数值模拟结果证明了分析的结论。     

二维共形匹配层的衰减参数研究

给出了各向异性媒质的张量本构参数,由含各向异性媒质的三维波动方程出发推导了包含此类介质的散射问题的有限元变分公式,研究了共形匹配层衰减参数随目标尺寸和形状的变化规律,分析了参数选择对匹配层吸收效果的影响,数值结果表明衰减参数的最佳值将随散射体尺寸的变大而增加。得出的变化规律对共形匹配层和有限元的应用极有参考价值。     

有耗媒质中目标瞬态谐振特性实验测量与分析

目标识别是雷达探测领域研究的难点问题，本文利用无载频脉冲探地雷达系统对有耗媒质中细长导线状和环状金属目标的瞬态散射特性进行了实验测量，并利用极点展开理论对谐振现象的产生给予了分析和讨论。在瞬态脉冲激励下，有耗媒质中的目标能够产生外部振荡现象，目标谐振时雷达接收信号的幅值比非谐振时大得多。谐振信号的产生与目标形状和特性、媒质参数、激励脉冲的宽度和天线极化特性等因素有关。     

FD-TD法分析无载频脉冲探地雷达特性

本文首先利用三维ＦＤＴＤ法对集中电阻加载圆柱形偶极天线的近地面辐射特性进行了计算,给出了天线上电流波形并分析了加载电阻和有耗媒质参数等因素对电流波形的影响;分析并计算了天线“方向图”及其随天线高度和媒质参数变化的规律。其次,利用色散媒质中２．５维ＦＤＴＤ法迭代公式,模拟计算了地下目标雷达回波电平图,并与实际探测结果进行了对比,二者具有较好的一致性;分析了色散媒质参数对雷达探测深度的影响。     

异向回旋媒质平板波导的模式特性分析

研究了异向回旋媒质平板波导中电磁波的模式特性,给出了电磁波在异向回旋媒质中的导行条件。根据媒质介电常数张量分量取不同的符号,分4类情况分析不同媒质参数条件下传播模式的特性,并讨论了不同情况下虚横波数模式的存在性。结果表明这种媒质中的电磁波模式与一般媒质有很大不同。     

FDTD法分析无载频脉冲探地雷达特性

本文首先利用三维ＦＤＴＤ法对集中电阻加载圆柱形偶极天线的近地面辐射特性进行了计算,给出了天线上电流波形并分析了加载电阻和有耗媒质参数等因素对电流波形的影响;分析并计算了天线“方向图”及其随天线高度和媒质参数变化的规律。其次,利用色散媒质中２．５维ＦＤＴＤ法迭代公式,模拟计算了地下目标雷达回波电平图,并与实际探测结果进行了对比,二者具有较好的一致性;分析了色散媒质参数对雷达探测深度的影响。     

有耗分层媒质中电波传播特性研究—地层深度的探测

通过对平面电磁波在分层媒质中反射特性的分析,我们发现多分层媒质具有频率吸收特性,即指在一些特定频率处反射系数为0(无耗媒质)或为最小,这些特定的频率此处叫做吸收频率;而且在吸收频率与媒质之间存在特定关系。由此我们提出可在频域通过检测吸收频率来估算媒质分层的深度。通过分析媒质损耗特性与反射系数在整个复频城内特性的关系,提出一种旨在抵消由于媒质损耗而致反射波的衰减的信号变换方法。本文中的分析方法可以应用于地层深层的探测。