利用辛几何理论求解电磁波在非均匀媒质中的传播

提出了一种基于辛几何的高频近似的新方法，并用此方法求解了电磁波在一非均匀媒质中的传播问题。通过辛空间上的坐标变换，使电磁波传播中的焦散问题转化为非焦散的问题，并结合几何光学的方法，求得了包括焦散区在内的高频近似解。解决了几何光学法无法在焦散区求解的问题，还可以推广到二维及三维的情况。     

单脉冲在有限域分层非均匀媒质中的传播与反射的小波分析法

本文应用小波变换求解了单脉冲在有限域分层非均匀媒质中的传播与发射，并将有限域分层均匀媒质作为它的特例，与用经典的Ｆｏｕｒｉｅｒ变换导出的结果相比较，二者完全一致，从而证明了小波变换方法的正确性，但更重要的也更有意义的是小波变换方法解决了Ｆｏｕｒｉｅｒ变换无法解决的分层非均匀媒质情形。     

使用非均匀特异媒质覆层的高增益谐振腔天线

采用非均匀特异媒质覆层,设计了一种具有高增益特性的新型谐振腔天线。该谐振腔天线采用矩形微带贴片天线作为辐射单元,安装在金属谐振腔内,其谐振频率为10 GHz。为提高天线增益,将腔表面安装蚀刻在微带基板上,由周期性单元组成特异媒质覆层。迥异于常规的单元尺寸均匀一致特异媒质覆层,本文研制的非均匀特异媒质覆层包含9×9个矩形单元,单元大小渐变。仿真表明,与常规均匀特异媒质覆层相比,该新颖的非均匀特异媒质覆层相当大程度提升了天线定向辐射性能：天线增益提高1.2 dB(从20.3 dBi增加到21.5 dBi),天线的旁瓣得到了抑制,主旁瓣比下降5 dB;同时,天线谐振频率和阻抗带宽等其他性能基本保持不变。     

多媒质区域中电磁波传播的时域特征波模拟

将时域特征波法用于模拟多媒质区域的电磁波传播。与时域有限差分法相比，时域特征波法在处理媒质交界面和吸收边界上具有优越性。     

二维反射面天线上电磁波传播的辛几何方法

文中采用辛几何方法得到了二维反射天线上电磁波传播问题的解.通过引入与原物理向量数量相同的新向量,与原物理向量一起组成一个辛空间,把物理空间上的传播问题推广到辛空间进行求解,得到了更为精确的结果.     

低频均匀电磁波在导电媒质界面反射的横向偏移

利用电磁场边值关系,给出了低频均匀电磁波在导电界面反射时的反射系数复数表示形式。由两导电介质界面因反射所产生的附加相移角导出了均匀电磁波在导电介质界面的横向偏移,结果发现对于低频电磁波在导电介质界面的反射只有发生全反射时才会发生横向偏移现象,并对横向偏移进行了相关计算;绘出了横向偏移随入射角的变化曲线,计算表明:电磁波在导电媒质界面反射时其在界面传播的横向偏移随入射角的变化呈上凹形,当入射角在临界角附近及接近90°时,电磁波在界面要传播较长的距离后才返回第一种媒介,在大多数入射角范围内横向偏移的大小与波长在同一个数量级。     

基于非均匀设计的高口径效率Fabry-Perot谐振腔天线

Fabry-Perot(F-P)谐振腔天线通常易实现高增益,但由于口径场非均匀的电磁场分布,使得其在大口径尺寸下的口径效率较低。本文设计了一种新型的F-P谐振腔天线,该天线采用非均匀特异媒质覆盖层实现口径场等幅分布,并通过非均匀特异媒质反射地实现口径场同相分布,从而提升F-P谐振腔天线在大口径尺寸下的口径效率。基于射线追踪法,推导了非均匀覆盖层和非均匀反射地的设计公式。本文设计、加工并测试了一款口径尺寸为5.18 λ(λ为自由空间波长)的圆形F-P谐振腔天线。仿真和测试结果吻合良好,|S11|<-10 dB的阻抗带宽为4.14%(5.740~5.980 GHz);在工作频点5.8 GHz处,该新型F-P谐振腔天线的增益为23.8 dBi,与传统F-P谐振腔天线相比,其口径效率从78.9%提高到90.5%。     

平面分层媒质中二维非均匀结构的电磁逆散射问题

本文在研究平面分层媒质中二维非均匀结构的电磁散射的基础上，研究埋藏在平面分层媒质中的二维非均匀结构的电磁逆散射问题。     

A 2×2 Matrix Algebra for Electromagnetic Wave Propagation in Stratified Biaxial Media

We present a new 2×2 matrix algebra for electromagnetic wave propagation in stratified biaxial media. Our method is based on Maxwell's equations and the continuity of the tangential components of the electric and magnetic field vectors and gives an exact complete solution. No restrictions are necessary for the orientations of the axes of the dielectric tensors of the stratified medium and the properties of the incident plane wave. A complete and systematic methodology is provided for calculating all wave parameters and all properties of the reflected and transmitted waves in terms of 2×2 Fresnel reflection and transmission matrices.     

辛算法及其在电磁场方程中的应用

许多基本的物理问题都可描述成Hamilton系统。Hamilton系统的主要特征是保持系统的相空间体积不变和总能量不变,因此在建立求解Hamilton系统的算法时,要力争算法能保持这些基本特征,以保证算法的逼真性。辛算法是近年来发展起来的求解Hamilton系统的新算法。本文介绍有限维和无限维Hamilton系统的辛算法的基本理论和在求解电磁场方程中的应用。     

Time-domain Wave Propagation in Dispersive Media^①

The equation of time-domain wave propagation in dispersive media and the explicit beam propagation method are presented in this paper.This method is demonstrated by the short optical pulses in a directional coupler with second order dispersive effect and shows to be in full agreement with former references.This method is simple,easy and practical.     

电磁波传播聚焦特性的仿真研究

从基本电磁理论出发 ,推导轴对称条件下电磁波的波动方程 ,给出求解此类波动方程的数值仿真方法。分析比较不同发射口面分布下的电磁波的传播规律 ,得出满足聚焦条件的一种口面分布。其仿真模拟方法不仅可用于电磁波传播研究 ,还可用于高功率微波波束的传输特性分析。     

光在纤维介质中传播的研究

利用光线追踪方法在近轴近似下模拟了高斯光束在不同折射率分布纤维状介质中的传播。针对等离子体对激光的导引和离焦现象 ,以及应用激光操纵粒子的空心环状光束产生进行了模型化分析和讨论。     

一种分析可用于手征媒质测量的准光谐振系统中电磁波传播的数值方法

用有限差分法的箱式差分格式分析了可用于手征媒质测量的准光谐振系统中的电磁波传播，采用求解抛物化波动方程方法可以得到整个系统中各个不同位置处的场值，同时也给出了几个典型算例，并与解析方法进行了比较。     

电磁波在铁电材料中的传输理论

本文从波动方程出发,系统地阐明了铁电材料中,电磁波与各种模式的耦合,包括下面三个方面:纵向光学模式与弹性波的耦合;电磁耦子与纵向弹性波的耦合以及表面耦子和B-G波的耦合,给出了每种情况下的耦合波的色散特征和基本模式。     

海上蒸发波导条件下电波传播的分析

抛物方程方法已经被广泛地应用于电磁波传播的研究,并成为解决电磁波传播问题主要的工具。应用抛物方程和电波传播的基本理论,计算了电磁波在蒸发波导和标准大气中的传输损耗,得到了电波的空间传播损耗图,与射线理论的射线描迹技术得到的结论是一致的,但是抛物方程方法求解速度快,具有很好的实时计算特性,并且能弥补目前射线描迹技术尚不能精确描述空间场分布的缺点,因此更具有实用价值。     

矿井电磁环境及电波传播特性的研究

文中对矿井中电缆漏泄、电火花、电网电压波动以及大型设备的启停等所产生的电磁干扰进行了分类研究。通过对矿井的巷道结构,电波在矿井中传播所遵循的帐篷定律,巷道中收发天线所处的位置,煤层与巷道支护材料电特性,粉尘水汽雾滴等电磁散射特性的讨论,分析了电磁波传播过程中的时延、衰落和损耗,并结合电磁波折射理论,就不同频率及水平极化和垂直极化两种方式的电磁波,在矿井中的传播特性进行了综合的研究分析发现,电波频率越高,损耗越大,水平极化的电波损耗要小于垂直极化的电波损耗,矿井中收发天线放置在与巷道壁一定距离的中上部位置为最佳。