带电粒子的Mie散射研究

利用电磁波散射理论研究了带电粒子的电磁波散射特性,给出了散射系数与电磁阻抗系数及表面电导率的关系,计算和对比了不同面电导率的粒子与中性粒子对电磁波散射系数和散射能量分布的差别.计算结果表明:面电荷使面电导率达到微西门子量级时,会有明显的影响随着面电导率的增加,散射系数发生较大变化,但当面电导率达到一定值时,散射系数趋于恒定;对尺度较大的粒子,带电后的散射系数减小,但沿不同方向的散射能量会重新分配,一些方向散射增强,另一些方向散射减小;尺度较小的粒子带电后,散射系数增大,但能量沿不同方向的重新分配不明显.     

复合效应对掺杂氧化物透明导电薄膜的影响

首次引入复合效应对不同价态差的掺杂氧化物透明导电（TCO）薄膜的载流子浓度及其迁移率进行了分析。对于较高温下制备的TCO薄膜,对载流子迁移率起主要作用的散射机制是带电离子散射和电中性复合粒子散射。带电离子散射迁移率与带电离子的有效电荷数大致呈反比关系,在载流子浓度相同的情况下,随着复合几率增大,价态差分别为3和4的TCO薄膜中的带电离子的平均有效电荷分别趋于1和2,因此带电离子散射迁移率也随之增大,分别趋于价态差为1和2的TCO薄膜的带电离子散射迁移率。而对于价态差为3的TCD薄膜,由于电中性复合粒子的数量较少,对载流子的散射最弱,因此在复合几率较大的情况下,价态差为3的TCO薄膜有可能获得比价态差为1的TCO薄膜更高的载流子迁移率。     

探空气球对空中电场探测的影响分析

为研究气球周围大气电场分布,分析气球对空中大气电场探测的影响,建立了不带电气球和带电气球的电场分布模型,通过边界条件和气球周围电荷分布分别求解拉普拉斯方程和泊松方程,利用MATLAB模拟计算气球周围电场的分布情况,对比分析表明:气球带电后对上下部位的电场有加强作用,对左右两侧的电场分布有削弱的作用.同时,分析了气球升空过程中体积的变化和介电常数的改变对气球周围大气电场强度的影响,结果表明,探空绳长取20 m最优,此时气球造成的电场强度误差为0.33%.     

尘埃簇团粒子的电磁散射特性探讨

本文初步探讨了尘埃簇团粒子的电磁散射特性,研究了在不考虑粒子所带电荷的库仑作用的情况下,几种典型尘埃粒子极化度的角分布。讨论了单个簇团粒子的散射特性和极化特性两个方面的性质。     

四针状氧化锌晶须的电磁波损耗机理

分析了四针状氧化锌晶须（T—ZnOw）的电磁波损耗机理,首先从T—Znow形成立体导电网及其感应涡流损耗和品须内部散射电场计算等宏观角度讨论了入射电磁波损耗机制;其次,从针尖电荷集中和界面极化的角度分析了该晶须的电磁波损耗机理;最后,用量子力学的观点讨论了T—ZnOw与电磁波作用机理,发现隧道效应和量子势阱理论都可用于解释该晶须在2～18GHz频率范围内的电磁波损耗。     

椭圆高斯波束中小粒子的一阶散射特性

研究电磁波束的小粒子散射特性在环境监测等领域有着广泛的应用。将电磁波束做级数展开,给出了各项对应电磁波的物理意义及粒子内电场的解析式。以椭圆高斯波束为例,对粒子内电场以及后项与前项电磁波束中粒子内电场的大小的比值随照射距离、频率的变化做了仿真。研究了椭圆高斯波束中小粒子的散射特性,通过仿真分析了波束腰宽和频率对散射特性的影响,验证了算法的有效性。研究表明,波束腰宽可以改善粒子的识别性能,粒子对高阶项的散射场远小于对次阶项的散射场,瑞利粒子内场表达式中坐标的幂次与外场波束表达式中坐标的幂次相同。所提方法简单,为研究电磁波束的粒子散射特性探索了新的途径。     

大气散射衰减定标系统设计

观测高能宇宙射线可通过大气荧光探测技术对次级粒子的研究间接实现,而次级粒子在大气传输中受到大气吸收、散射等影响,会影响探测的准确性。为定性定量地确定上述影响,设计了大气散射衰减定标系统,利用已知脉冲能量的激光器向指定方向发射激光脉冲,通过在地面上另外一点测量散射激光的能量,就可以对大气散射的参数进行标定,从而对次级粒子的能量及方向进行修正。此外通过散射通信中常用的非视距单次散射模型研究了大气传输过程中的散射衰减作用,得到不同角度下的计算仿真结果,为大气散射衰减定标提供了理论依据。     

无线光通信中紫外散射传播特性的研究

结合大气散射理论,引入不同天气条件下的散射相函数和散射粒子半径两个参数,在长球面坐标系上修正了紫外光大气传输单次散射模型.仿真了正常、霾、雾、雨四种天气条件下的该散射模型的冲激响应,分析计算了这四种天气条件下的发送仰角、通信距离与接收光信号之间的关系.结果显示紫外大气传播中通信距离受天气影响较大,通信速率受天气影响较小.     

有线电视分配系统防雷技巧

雷击可分为直击雷过电压和感应过电压两类,CATV分配网络因直击雷而遭受破坏的情况很少见,绝大部分是由感应过电压所致,感应过电压又分为静电过电压和雷电流产生的电磁感应两种。静电感应是当带电云层(雷云)靠近输电线路时,会在它们的上面感应出异性电荷,这些异性电荷被雷云电荷束缚,当雷云对附近目标放电时,雷云所带的电荷迅速消失,而输电线路上束缚电荷变成自由电荷,并以很高速度向输电线路两端流动,从而出现很高的过电压,这种过电压称为静电过电压。电磁感应过电压是雷击后巨大的雷电流在周围空间产生感应电磁场,使附近输电线路产生出感…     

大气气溶胶对激光传输衰减的影响研究

在大气气溶胶类型、谱分布的基础上,利用Mie散射理论计算气溶胶在可见光和近红外波段的散射和衰减特性,讨论分析了大气气溶胶对可见光和近红外波段激光传输衰减的影响,计算结果表明,激光传输在很大程度上受粒子的折射率和谱分布的影响;不同类型气溶胶粒子具有不同的折射率和谱分布参数,从而决定了其具有不同的散射和吸收特性;气溶胶粒子的数密度越大,其衰减和散射能力就越强,对激光传输的衰减也就越大;但前后向散射的不对称性只与气溶胶谱分布有关,与数密度无关.所得出的结论有助于准确评估大气气溶胶对激光传输的影响以及提高激光传输、通信和激光测风等应用.     

关于布里渊散射强度角分布的探讨

运用经典的电磁场理论对布里渊散射强度和散射截面进行了推导,并在此基础上结合量子电动力学理论改进了经典的布里渊散射截面公式,对布里渊散射过程经典理论和量子理论的两种描述进行了比较和讨论。     

地表目标的复合散射法及其SAR成像分析

本文研究了复合激励方法在电磁散射计算中的应用,此方法首先分析地面的散射,再将地面的散射与入射波一起作为激励作用于目标,从而得到目标的电磁散射信号.文章分析了地表背景下车体的电磁散射,计算了目标的RCS和SAR成像,并与试验作了对比,两者吻合较好.     

基于P—M谱的二维各向异性分层海面电磁散射研究

为了得到基于P-M谱的二维各向异性分层海面电磁散射特性,以便为海洋遥感、海上目标检测与识别等领域的应用提供理论依据,采用微扰法研究了平面波入射分层介质粗糙面的电磁散射特性,结合海面P-M谱推导出了平面波入射时的散射系数计算公式,通过数值计算获得了HH极化下中间介质的介电常数和厚度、摩擦风速、风区范围、观察方向与逆风方向之间夹角和入射波频率对双站散射系数的影响,得到了分层海面电磁散射系数的基本特征、分区特征和随频率变化的特征。     

随机射线方法分析飞机尾流的电磁散射特性

使用渗流网格建模飞机尾流区域内的湍流介质,在此基础上使用随机射线方法从概率论的角度分析和研究电磁波在飞机尾流这种非均匀湍流介质内后向散射的平均行为.通过数学推导得到后向散射的平均接收功率和RCS的解析表达式,以及用于数值计算的积分表达式.对模型参数的取值范围进行了讨论和分析,给出了典型的飞机尾流介质物理参数条件下的雷达散射截面.     

电磁格点理论在有耗介质涂层导体薄片上TE波散射中的应用

在ＴＥ波入射下，对于计算二维封闭导体柱散射问题所常用的磁场积分方程法，当用于导体薄片时将会失效．本文采用电磁格点理论和电场方法研究这个问题．结合二维介质柱的电磁格点方程，解决了有耗介质涂层导体薄片的ＴＥ波散射．文中给出计算实例．     

Side-Face Effect of a Dielectric Strip on Its Optical Properties

Light scattering by horizontally oriented platelike particles under normal incidence, such as ice plates or tree leaves under spaceborne lidar or radar waves, needs to be investigated for remote sensing of cirrus clouds or vegetation canopies. The solutions from the conventional geometrical ray tracing method for the scattering of electromagnetic waves by these particles are quite inaccurate because of the singularity problem that is inherent to this method. The scattering properties of large horizontally oriented platelike particles are usually approximated by using physical optics or electromagnetic wave theory while ignoring the side-face effect of the plates. In this paper, to examine the effect of side faces on light scattering by platelike particles, a 2-D finite-difference time-domain technique is applied to calculate light scattering by horizontally oriented ice and leaf strips under normal or quasi-normal incidence. It is found that for moderate-sized strips, the side faces of the particles scatter a significant amount of energy, resulting in strong maxima in the scattering phase function at certain scattering angles. By ignoring the effect of side faces, the scattering phase functions derived from electromagnetic wave theory have significant errors for small or moderate-sized strips. However, the ratio of the amount of energy scattered by the side faces to the total scattered energy decreases with the increase of strip width. When the size parameter of the strip is in the limit of geometric optics, the side-face effect is reduced to a negligible amount. However, even in this case, the polarization degrees from the approximation solutions of physical optics or electromagnetic wave theory ignoring the side-face effect still have large errors.      

边界衍射波位相跃变的理论分析

从经典的电磁波散射理论出发，分析了平面波通过光阑边界衍射时产生的位相跃交问题，结果证实了边界波的位相要发生π跃交。     

1.06μm激光等离子体散射特性研究

利用波长为1.06μm、单脉冲能量约为500 mJ的脉冲Nd:YAG激光经焦距为300 mm的正透镜聚焦,使焦点处激光能量密度剧增而引起大气分子中的原子电离,在发生同波长激光散射和多光谱电磁辐射现象的同时,开展空间分辨光谱的探测,获得1.06μm脉冲激光经大气等离子体散射的空间分布情况。采用HR4000光谱仪对散射情况进行测量分析,通过计算机模拟计算得到等离子体对1.06μm激光散射的方向图,基于Mie理论解释了入射波长为1.06μm脉冲激光散射角与散射强度之间的关系。     

电磁格点理论在有耗介质涂层导体柱TE和TM波散射中的应用

本文采用格点理论，建立了求解有耗介质涂层导体柱电磁散射（包括ＴＭ和ＴＥ两种情况）的基本方法。涂有有耗介质层的导体柱可以看成是一群由面格点和线格点组成的混合格点，分析它们的自作用和互作用，可以方便地解决散射问题。文中还给出了若干计算实例。     

箔条云极化特性与雷达散射截面测量研究

从最一般的电磁波椭圆极化方程出发,分析了线极化波和圆极化波的构成条件、极化分解和极化的合成方式;探讨了箔条云的散射特性和极化特性;重点研究了箔条云与测试雷达之间的极化特性匹配关系对散射截面测量结果的影响．最后,指出了箔条云雷达截面测量方式对箔条工程实践的作用．