电磁波在非均匀等离子体波导中的传播

利用麦克斯韦方程和线性理论推导了电磁波在径向非均匀未磁化等离子体波导中传播的色散方程,对其传播特性进行了讨论,对等离子体在径向具有线性和二次抛物线分布的色散曲线进行了数值计算;发现了电磁波相对于均匀等离子体分布的一些变化规律:HE模式的电磁波截止频率降低,EH模式的电磁波截止频率升高。     

电磁波在等离子体同轴波导中的传播特性研究

本文研究了电磁波在均匀非磁化等离子体填充的同轴线波导中的传播特性,主要考虑衰减常数与等离子体同轴波导各参数的关系。应用博格尼斯位函数法并结合等离子体特性得到了电磁波传播过程中的衰减常数与相位常数。并对几种特殊情况进行数值分析,计算出衰减常数随等离子体波导各参量的变化曲线。     

特殊多层结构中电磁波传播特性研究

对各向异性导体-介质-等离子体特殊多层结构中电磁波的传播特性进行了研究。通过理论推导得到了该结构中的色散方程;并通过计算机计算,给出了色散曲线。研究了该结构中是否存在金属网层对色散曲线的影响,证明了金属网层对电磁波的耦合作用,使慢波和等离子体表面波结合产生了慢等离子体表面波。分析了金属网角度、介质厚度和介电常数对色散的影响。     

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.     

电磁波在等离子体层中衰减的数值分析

采用分层介质方法处理非均匀等离子体层,研究了电磁波射向覆盖磁化等离子体层的金属平板时电磁波的衰减特性。着重讨论Epstein密度分布的等离子体层,分析了等离子体电子密度、电子碰撞频率、外加磁场和入射角度等因素对电磁波衰减的影响,得出在一定等离子体密度和电子碰撞频率下,等离子体对电磁波的吸收特性。     

等离子体中平面电磁波吸收衰减的数值模拟

推导了电磁波在等离子体中吸收衰减的理论公式,建立了非均匀等离子体分层离散的物理模型,利用数值模拟的方法研究了平面电磁波斜入射覆有磁化非均匀等离子体层的金属衬底时的吸收衰减特性,讨论了等离子体层密度为线性分布且磁场强度一定时,电子碰撞频率对电磁波吸收衰减的影响,得出在一定等离子体密度和磁场强度条件下,等离子体对平面电磁波的吸收衰减特性.     

一种改进的非磁化等离子体SO-FDTD算法

针对时域有限差分法解决复杂等离子体问题时效率低的问题,提出了一种改进的移位算子有限差分(SO-FDTD)算法.运用该算法计算了非磁化等离子体平板对电磁波的反射系数和透射系数,为等离子体中电磁波传播特性的分析提供了一定的理论指导.该算法采用内存优化算法减少了计算中的迭代变量,节约了系统内存,提高了计算速度.仿真实验表明,改进型算法的计算效率明显优于以往文献中提出的SOFDTD算法,并且计算结果与解析解吻合得很好.     

等离子体对电磁波反射与吸收的统计分析

为降低反射电磁波能量和雷达的目标有效截面,用统计分析方法研究了雷达波在均匀非磁化等离子体中传播时所发生的反射、吸收与衰减;模拟了在厚度为10cm、密度在1016～1019m 3、碰撞频率在0.1～10GHz范围内的均匀等离子体中,电磁波频率在1～20GHz、服从均匀和正态2种分布情况时的反射、吸收与衰减.结果表明：对于不同电磁波频率概率分布,等离子体频率和碰撞频率对电磁波反射、吸收与衰减的影响本质相同,只是定量的差别;当电磁波频率服从不同分布时,反射系数、吸收系数与衰减量的分布不同.     

充等离子体圆柱波导中低频模式特性分析

利用等离子体流体模型和线性场理论,分别导出了等离子体均匀填充和无限薄环形填充两种条件下,圆柱波导中电磁波传播的色散方程,并分别数值计算了其等离子体低频模式所满足的色散关系.研究发现,在无限薄环形等离子体填充条件下,低频等离子体模式与均匀填充情况有很大差别,不再有无穷多条低频模式的色散曲线,而且其截止频率也不再受到等离子体频率的限制.     

冷等离子体中的定向瞬态电磁波

讨论了冷等离子体中的定向瞬态电磁波，通过严格求解冷等离子体中的Ｍａｘｗｅｌｌ方程组，给出了定向瞬态电磁波ＴＭ模的电场及其场型图，结果表明，与在自由空间相比，在各向同性冷等离子体中，定向瞬态电磁波发生了相移；与等离子体中传播的常规电磁波相比，没有截止频率，这两个特点使其在等离子体中具有极其重要的实用价值。     

电子回旋波在等离子体中的传播

研究了电子回旋波在均匀磁等离子体的传播和吸收,讨论了不同的入射波垂直进入均匀磁等离子体的吸收衰减情况.计算表明,当波的频率接近等离子体中的电子回旋频率时,磁等离子体对波的吸收达到最大值.当入射波的频率增加时,均匀磁等离子体对波的衰减随入射波频率的增加而减小,并伴随着等离子体密度的增大,磁等离子体对波的衰减在增大.     

低频Alfven波与等离子体的非共振相互作用

采用单粒子模型,对两支左旋极化低频Alfven波与等离子体的非共振相互作用进行粒子模拟,讨论了三种不同波幅时垂直与平行方向的加热效果,在非共振加热阶段,加热效果与波幅有关,波幅越大效果越好;而经过随机加热后,粒子动力学温度的最大值仅由外加磁场的能量密度与等离子体密度的比值决定与Alfven波幅无关．加热过程中,离子被加速最终获得一个相当于Alfven波相速度大小的流速．     

开放式等离子体微波反应腔的研究

利用开放式谐振腔理论,结合实际应用的需要,对微波等离子体系统中开放式微波反应腔进行了研究,计算和分析了等离子体密度和等离子体碰撞频率对腔中微波场幅值、相位和反射系数的影响。数值计算结果表明,在一定的等离子体密度下,随着等离子体碰撞频率的提高,等离子体对微波场的吸收增大,此种开放式的结构可有效地在腔中形成有利于微波等离子体产生的驻波场。     

极限值电磁参数材料及其在一维光子晶体结构中的应用研究

文章提出了极限值电磁参数材料的概念,证明了在含零介电常数分层介质结构中及把无穷大折射率材料设计到一维周期结构中,将会出现新的光子隧穿模式的结论,提出了如何实现和控制电磁波在极限值电磁参数材料组成的一维周期结构中的传输,如何把极限电磁参数材料和其他功能材料结合成具有特定功能的新型结构材料的关键问题,并针对性地给出研究方法,即：首先研究这种新的光子隧穿效应产生的条件和特点,然后把这种新的光子隧穿效应与有关功能材料相结合,总结出新的传输规律。文章提出的把由介电常数和磁导率负值、近零、近无穷大材料组成的一维光子晶体的研究构成一个统一的整体,拓展超材料的应用范围,促进超材料在物理学、光学及相关交叉领域的发展。     

剪切波成像中剪切波速度变化规律 注：研究生论坛稿件

超声辐射力可激励组织产生单色波,其剪切波的传播速度与组织的剪切粘弹性是密切相关。目前通过剪切波速度反演各向同性剪切模量的研究,均是基于各向同性介质中剪切波传播速度恒定这一假设。研究表明,各向同性介质中剪切波的传播速度在剪切方向上并不恒定,不同的检测位置测得的速度不同,它与检测位置点当前的振动相位相关。剪切波的传播速度在剪切方向上呈现近似于正弦的变化规律。研究还表明,这种变化主要是由局部密度随着振动传播变化所引起的,并给出了剪切波传播速度以及局部密度变化的修正公式。为证明剪切波速度修正的必要性,将由未经修正的剪切波速度所得的剪切模量,与经过修正的剪切波速度所得的剪切模量进行了比较,误差下降了10%。     

THz波在非均匀等离子体层中传播的FDTD分析

为了有效对抗等离子体隐身目标,采用Z变换时域有限差分法,结合实际情况,选取等离子体中电子密度分布为双曲函数分布,对不同太赫兹频率、不同电子碰撞频率下太赫兹波在非均匀等离子体中的传播情况进行了数值研究．数值计算结果表明,等离子体对太赫兹波没有吸收效应,说明太赫兹波能有效穿透等离子体层．     

Absorption of electromagnetic waves by the dust particles in a plasma

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

基于电磁模型的大气压表面波等离子体数值模拟

针对表面波等离子体模拟复杂程度高和计算工作量大的问题,提出基于电磁模型来开展大气压等离子体的数值模拟.根据表面波等离子体的放电特性,合理建立和简化电磁模型.通过对比实验诊断与数值计算结果,验证了模型的可靠性及其参数适用范围,拟合得到的电子有效碰撞频率((1.5±0.25)×1011 s?1)与实验测量值吻合.在此基础上...