等离子体覆盖导体球的电磁散射分析

建立在均匀各向异性媒质球波函数上的简化波函数理论,是求解等离子体覆盖导体球的电磁散射的基础。该文通过将电磁场角谱积分表达式中的矢量平面波用并矢平面波展开,同时把k空间的θκ、φκ进行合理地离散化,可以将等离子体中的电磁场用简化波函数的有穷级数展开。应用等离子体与自由空间分界面上电磁场切向连续和在导体球面上切向电场等于零的边界条件以及球谐矢量的正交性,可得出等离子体介质中电磁场的展开系数和散射场的散射系数。     

二维磁等离子体目标FDTD分析的移位算子方法

采用移位算子(SO)方法把时域有限差分(FDTD)法推广应用于二维磁化等离子体中.证明电磁波横向入射二维轴向磁化等离子体目标情形下,电磁波可按目标的轴向分解为横电波(TE波)和横磁波(TM波),而且TM波的散射特性与外磁场无关,而TE波的散射特性与介质电磁参数密切相关,同时对其物理原因进行了分析.采用SO方法处理磁化等离子体频域本构关系,得到该情形下目标电磁散射的SO-FDTD迭代计算公式.计算了轴向磁化等离子体涂敷Von Karm an型导体柱的TE波双站雷达散射截面(RCS),分析了涂层厚度以及等离子体参数对其双站RCS的影响.结果表明,恰当地选择等离子体参数能有效地减少目标在一定散射角范围内的RCS.     

Absorption of electromagnetic waves by the dust particles in a plasma

Inthispaperwestudytheabsorptionofelectromagneticwavesbythechargeddustgrainsimmersedinambientplasma.Theelectromagneticwavepropagationindustyplasmahasbeenahottopicinrecentyears.Mostpaperspublishedsofarfocusontheincreaseofthewavescatteringinadustyplasma[1—4].InthispapertheenergylossoftheincidentelectromagneticwavecausedbyalongitudinalscatteringfieldoftheDebyescatteringispresented.ThephysicalpictureoftheproblemisachargeddustgrainwhichisassumedtobesphericalofradiusasurroundedbyascreeningDebyesphe…     

双各向同性介质中并矢格林函数的本征展开法和应用

首先引入了柱坐标系中的广义矢量波函｛Ｖ（ｈ），Ｗ（ｈ）｝，分别导出了圆柱和椭圆柱坐标系中双各向同性介质的并矢格林函数本征展开式．应用散射叠加法，给出了含源双各向同性介质圆柱位于另一种双各向同性介质中的并矢格林函数．由于互易手征介质和一般介质均为双各向同性介质的特殊情形，因此，文中所给出的公式具有更广泛的适用性．国家自然科学基金     

关于电磁波能速问题的讨论

指出了只有针对具有特定频率和波矢的一列电磁波定义能速才有明确意义,并对此作些说明和论证.通过计算无界线性介质和典型传输线中电磁波的平均能速和相速,得出结论:当电磁波在线性介质中以横电磁波(TEM)模式传播时,其平均能速总是等于相速;若在传输线中以横电波的mn模(TEmn)或横磁波的mn模(TMmn)传输时,其平均能速在波阵面上各点的大小不同,且都小于相速和真空光速.     

固体中亚表面缺陷的非傅里叶热波散射问题

基于非Fourier热传导波动型方程,采用镜像方法和波函数展开法,研究了固体介质中亚表面圆柱缺陷的热波多重散射问题．首次基于热传导波动模型给出了热波散射问题的一般解．温度波由调制光束在材料表面激发,缺陷表面的边界条件为绝热．具体分析了结枸几何参数和物理参数时温度分布的影响,并给出了温度变化的数值结果．本研究结果可为红外测试技术、热波成像技术等提供理论基础和参考数据．     

各向异性特异材料界面的反常折射与反射性质

根据电磁场边界条件和色散关系,理论研究了电磁波从各向同性右手材料向各向异性特异材料入射时的反常折射与反射性质,结果表明,从各向同性右手材料向never cutoff型特异材料入射时,透射波的波矢和坡印廷矢量的反射角具有相反的符号,折射角的幅度随着入射角的增大而增大并趋于一定值;研究了磁导率张量参数对折射角的影响,对于anti-cutoff型特异材料界面,当入射角小于临界角θc时可以发生反常的全反射,而对于always cutoff型特异材料界面总会发生全向全反射。这些电磁性质将在部分聚焦与全向反射镜方面具有潜在的应用价值。     

均匀各向同性介质圆柱的高频波函数解

在复源点的基础上,给出了均匀各向同性介质圆柱的高频波函数解。根据高频波函数解,给出了较大电尺寸均匀各向同性圆柱的电磁散射的数值结果。数字结果表明了高频波函数解的正确性,同时也有力地证实了该方法的精确性。     

随机群聚手征球归一化散射截面的推导

在建立随机群聚复合手征球平面电磁波散射型的基础上,利用边值技术给出了远区散射场同时边界条件解的矩阵表示,推导了归一化散射截面的计算公式,这对研究手征媒质与电磁波相互作用、各种参数对雷达散射截面的影响以及ＲＣＳ测量均提供了重要的理论依据。     

界面点源和半圆柱在直角域中的反平面散射

为得到直角域中垂直边界上的半圆柱对点源载荷的反平面弹性动力学解析解,按照镜像方法和波函数展开法,研究了点源对半圆柱的稳态散射以及其与边界的相互作用,得到直角域中的位移场和应力场.首先,延拓直角域为半空间,延拓半圆柱为圆柱,得到等价问题;其次,构造位移波的波函数级数表达式;最后,对圆柱边界做Fourier展开,定解波函数系数.数值计算了圆柱边沿的动应力,结果表明,半圆柱的散射总是明显地分为投射侧和隐蔽侧,相对低频总是能引起更大的动应力,介质参数对径向动应力和周向动应力的分布,有着截然不同的影响.理论分析得到的稳态解丰富了SH波散射的理论,为双相介质界面圆柱的SH波散射的Green函数方法奠定了基础,数值算例为相应的工程问题提供了参考.     

含缺陷半无限条形体中热波多重散射与温度分布

基于双曲型热传导方程,采用复变函数方法,对含圆柱缺陷半无限条形体中的热波散射进行了研究.给出了热波散射问题的一般解.温度波由调制光束在材料表面激发,缺陷表面的边界条件为绝热,板条上下表面的边界条件是等于环境温度.分析计算了几何参量和物理参量对测试表面温度分布的影响,特别是热波波长对温度变化的影响,并给出了非透明体表面温度变化数值结果.研究成果为红外热波成像、物理反问题、内部缺陷评估等问题中的分析研究提供了理论基础和参考数据.     

任意极化平面波斜入射柱体电磁散射分析

根据椭圆极化平面波的极化角与椭圆率角,通过极化分解的方法分析推导出两个正交的电磁场分量,得到两分量的相位差以及复振幅比。在柱坐标系下利用波函数展开分别分析了两个正交分量对圆柱体的散射场分量,最后进行矢量叠加得到总散射场。采用Matlab编程计算了单根圆柱体在不同极化平面波、不同斜入射角度下的散射场,并与基于严格矩量法的仿真软件FEKO结果进行比较。结果表明,随着椭圆率角的增加,斜入射角度的减少,导体圆柱前后向散射场复振幅比值减小,该算法与矩量法计算结果相比吻合良好,并且大大节约了计算内存与计算时间。     

各向异性两层圆柱的电磁散射

该文分析了自由空间中平面波激励下各向异性两层圆柱的二维电磁散射特性。在各向异性媒质波函数理论的基础上,求出均匀各向异性媒质圆柱各区域内的电磁场的解,该解是由一系列本征函数累加求和得到的。利用电场和磁场在介质表面的连续性建立边界方程,从而求出散射参数,最后再根据求得的散射参数求出各向异性两层圆柱的雷达散射截面。     

一维带限Weierstrass分形分层介质粗糙面电磁散射研究

运用微扰法研究了平面波入射分层介质粗糙面的电磁散射,推出了不同极化状态下的双站散射系数公式．采用一维带限Weierstrass分形粗糙面来模拟实际分层介质粗糙面,结合其功率谱导出了平面波入射时的双站散射系数计算公式．通过数值计算得到了HH极化下双站散射系数随散射角的变化曲线,讨论了分维、空间基频、标度区间、底层介质介电常数、中间介质介电常数和厚度、粗糙面高度起伏均方根及入射波频率对双站散射系数的影响,得到了平面波入射一维带限Weierstrass分形分层介质粗糙面散射系数的分形特征、基本特征、分区特征和随频率变化的特征．     

Elastic Wave Scattering From a Partially Debonded Elastic Cylindrical Inclusion

ＥｌａｓｔｉｃＷａｖｅＳｃａｔｔｅｒｉｎｇＦｒｏｍａＰａｒｔｉａｌｌｙＤｅｂｏｎｄｅｄＥｌａｓｔｉｃＣｙｌｉｎｄｒｉｃａｌＩｎｃｌｕｓｉｏｎＷＡＮＧＹｕｅｓｈｅｎｇＷＡＮＧＤｕｏ（汪越胜，王铎）（Ｄｅｐｔ．ｏｆＡｓｔｒｏｎａｕｔｉｃｓａｎｄＭｅｃｈａ...     

旋波媒质中无散矢势及其并矢格林函数

为求解旋波媒质中电磁场问题,从适用于一般规范的电磁势方程出发,以并矢Dirac函数的无旋和无散分量为依据,给出了一种在旋波媒质中直接推导谱域无散矢势并矢格林函数的方法,并用矩量法以本征函数系作为展开函数和试函数推导出了旋波媒质中的无散矢势并矢格林函数。该方法对旋波媒质的器件设计有参考价值。     

有限长圆柱后向散射场的极化特性

应用物理光学和一致性几何绕射理论给出了有限长导体圆柱在完全平面极化电磁波照射下后向散射场的极化散射矩阵表示式，分析了圆柱体后向散射场的极化特性。     

Interaction of oblique waves with an array of long horizontal circular cylinders

The scattering and radiations of linear oblique waves by multiple long horizontal circular cylinders submerged in water of finite depth are investigated using the multipole expansion method. Analytical expressions for the diffracted and radiated potentials are given as a linear combination of infinite multipoles. The unknown coefficients in the expressions are determined by using the addition theorem of the Bessel function and the cylinder boundary conditions. Also analytical expressions for wave forces, hydrodynamic coefficients and reflection and transmission coeffi-cients are derived. The present analytical solution is verified through the boundary element method and applied to investigate three different cases of the interaction of oblique waves with multiple submerged horizontal circular cylinders. The results show that the number of cylinders, the arrangement and spacing between cylinders play an important role in wave forces, hydrodynamic coefficients and reflection and transmission coefficients. Some interesting and important phenomena are ob-served in numerical experiments.     

左-右手系材料界面上的表面波

利用严格的电磁理论证明2种偏振入射都能在各向同性的负折射材料与正折射材料界面上激发表面波,并推导出了相应表面波的传播波矢和激发条件．针对电磁波在非线性左手系材料中的传播性质,研究左、右手系材料界面上非线性TE表面波的传播行为,分析表明：2种界面上的非线性TE表面波均存在频率通带和禁带．     

手征球体电磁散射研究

在建立手征单球平面波电磁散射几何模型的基础上,通过对小球内外各区场量的广义复球矢量波函数表示,利用边值技术和有关数值方法,详细推导了该模型的归一化双静截面的计算公式,从而为实验测量提供了必要的理论依据。