媒質(zhì)
- 基于場路結(jié)合的微波加熱系統(tǒng)等效電路模型
的綠色冶金方法，媒質(zhì)內(nèi)部的介電損耗直接將微波能量選擇性地傳遞給被加熱媒質(zhì)的分子或原子，宏觀上表現(xiàn)出加熱可選擇性、加熱均勻、熱效率高、清潔無污染等特點[1-3]。微波加熱過程是高頻電磁波與媒質(zhì)相互作用的動態(tài)響應(yīng)過程。電磁場分布在微波應(yīng)用器腔體內(nèi)部，隨著電磁波的傳播微波能，媒質(zhì)熱量積累、溫度上升、載流子運動，而溫度變化和載流子運動又使得媒質(zhì)的介電常數(shù)和電導率等物理參數(shù)發(fā)生改變，反過來影響電磁場分布，最終這些變化會造成加熱媒質(zhì)狀態(tài)發(fā)生變化、應(yīng)用器加熱效能降低，甚
中南大學學報（自然科學版） 2023年9期2023-10-30
- 由算例理解電磁場等效定理
1所示,曲面S將媒質(zhì)1(介電常數(shù)和磁導率分別為ε1和μ1)和媒質(zhì)2(介電常數(shù)和磁導率分別為ε2和μ2)分為兩個區(qū)域,分界面兩側(cè)的電磁場分別為E1,H1和E2,H2。如在媒質(zhì)分界面上有面電流密度JS和面磁流密度MS,則分界面兩側(cè)電場強度和磁場強度的切向分量分別滿足圖1 電磁場切向分量的邊界條件(1)(2)由邊界條件(1)和(2)可知:(1)如果分界面上不存在面電/磁流,則分界面兩側(cè)電/磁場強度的切向分量保持不變,或分界面兩側(cè)電/磁場強度的切向分量連續(xù)。(2)
電氣電子教學學報 2023年4期2023-10-07
- 基于介電常數(shù)近零媒質(zhì)的艦船隱身材料微波傳感器*
]。近年來,近零媒質(zhì)超材料作為電磁學領(lǐng)域的一個新興研究熱點,具有許多異于普通媒質(zhì)的特殊性質(zhì)。近零煤質(zhì)超材料包括介電常數(shù)近零(epsilon-near-zero,ENZ)媒質(zhì)、磁導率近零(magnetic conductivity-near-zero,MNZ)媒質(zhì)、介電常數(shù)和磁導率近零(epsilon-and-magnetic conductivity-near->zero,EMNZ)媒質(zhì)[11]。在近零媒質(zhì)中傳播的電磁波的波長通常遠遠大于結(jié)構(gòu)本身的尺寸,這
傳感器與微系統(tǒng) 2022年10期2022-10-11
- 基于邊值關(guān)系的面電流定義的重構(gòu)
量。為了描述導電媒質(zhì)中不同點的電荷運動情況，還需要引入電流密度的概念［1］。電流依據(jù)分布形態(tài)可分為體電流、面電流和線電流，相應(yīng)地有（體）電流密度、面電流密度［1］。其中，體電流密度出現(xiàn)在麥克斯韋方程組第一式（），是磁場的渦旋源；而面電流密度出現(xiàn)在磁場強度的邊值關(guān)系上（），它是導致場強切向分量在分界面上發(fā)生突變的場源。然而，教材中在介紹面電流時，只是由體電流進行類比，然后直接給出面電流密度的公式，并沒有講述引入面電流的原因以及面電流與體電流之間的聯(lián)系［1～3
電氣電子教學學報 2021年5期2021-10-23
- 從媒質(zhì)受力分析其電極化響應(yīng)與磁化響應(yīng)的兩種等效描述
2)(3)本文從媒質(zhì)電磁場作用力的角度考察簡單媒質(zhì)兩種重要宏觀電磁響應(yīng)——電極化與磁化——的兩種等效描述，基于簡單媒質(zhì)受到的電場作用力在極化電荷分布和電極化強度兩種電極化描述下相等以及簡單媒質(zhì)受到的磁場作用力在磁化電流分布與磁化強度兩種磁化描述觀點下相等，提供一種分析極化電荷密度與電極化強度間關(guān)系以及磁化電流分布與磁化強度間關(guān)系的新方法，證明極化電荷分布與極化強度，以及磁化電流密度與磁化強度分別是簡單媒質(zhì)電極化與磁化的兩種等價描述.1 媒質(zhì)的電極化和磁化響
大學物理 2021年9期2021-09-16
- 空間媒質(zhì)視角下的光速不變性
空間當做光傳播的媒質(zhì)，分析光速不變性、尺縮效應(yīng)、時鐘延緩效應(yīng)與空間媒質(zhì)的關(guān)系，解釋相對論孿生子佯謬。關(guān)鍵詞：空間 媒質(zhì) 光速不變 相對論 光相對論提出一個重要論斷：無論在何種慣性參照系中觀察，光在真空中的傳播速度都是一個常數(shù)，簡稱光速不變原理。目前，光被當成粒子看待，而這個“粒子”一旦產(chǎn)生，就擁有恒定的速度，不需要加速或減速，這違反了粒子的基本屬性，應(yīng)該還原光的本質(zhì)屬性-波動性，把光子看作帶有粒子性的波，頻率很高的光波粒子性明顯，可看作孤立波，同時需要承認
科技研究 2021年14期2021-09-10
- 基于幾何光學近似迭代的多重散射波面分析
遙感應(yīng)用中，光在媒質(zhì)中的傳播效率是影響光學測量結(jié)果與精度的一項重要參數(shù)。在散射粒子大量存在的高散射媒質(zhì)(生物組織、大氣云層等)中，可視光以及紅外波段光會發(fā)生強烈的散射現(xiàn)象[8-12]。多重散射不僅使光波能量發(fā)散，導致傳播效率低下，同時使散射光偏光面發(fā)生變化，降低光學相干性，導致入射光原有的光學特性發(fā)生變化。如果能在高散射媒質(zhì)中建立一種高效、穩(wěn)定的傳播方法，將有利于提高光學遙感的測量范圍與精度。環(huán)形波面的調(diào)制光在空氣中長距離傳播時，通過自身干涉效果可以形成一
湖南師范大學自然科學學報 2021年2期2021-04-21
- 電磁波傳播特性虛擬仿真實驗教學
展示電磁波在不同媒質(zhì)中的傳播過程，模擬電磁波垂直入射到理想導體、理想介質(zhì)、半波長夾層和1/4波長匹配層時反射和折射現(xiàn)象。1 電磁傳播理論如果在等相位面為平面的波陣面上，同一時刻電場(磁場)的大小和方向處處相同，則稱為均勻平面電磁波，簡稱均勻平面波。均勻平面波在理想介質(zhì)中傳播時，具有電場、磁場與波傳播方向之間相互正交、電場與磁場同相位且在傳播過程中振幅不變等特點[9]。若設(shè)定均勻平面波沿z軸傳播，電場矢量E平行于x軸，如圖1所示，則自由空間中均勻平面波電場矢
電氣電子教學學報 2021年1期2021-04-02
- 異性導電媒質(zhì)對直流接地極跨步電壓分布的影響
體等局部異性導電媒質(zhì),這些低電阻率或者高電阻率的異性導電媒質(zhì)一定程度上會影響電流在土壤中的流散,研究其對直流接地極跨步電壓分布的影響規(guī)律,對于直流接地極的設(shè)計具有重要的指導作用?；诖?通過CDEGS仿真軟件模擬直流接地極極址外部附近或極址內(nèi)部區(qū)域內(nèi)存在異性導電媒質(zhì),計算異性導電媒質(zhì)出現(xiàn)的位置以及異性導電媒質(zhì)電阻率的高低對直流接地極跨步電壓分布的影響，以期為直流接地極選址及布置方案設(shè)計提供參考。1 模型的建立選取工程中應(yīng)用廣泛的水平雙圓環(huán)直流接地極,使用C
科學技術(shù)與工程 2021年4期2021-03-07
- 電磁場切向邊界條件解析
由不同電磁參數(shù)的媒質(zhì)構(gòu)成的相鄰區(qū)域。在不同媒質(zhì)的分界面上，由于媒質(zhì)的電磁參數(shù)發(fā)生突變，使得電磁場矢量也隨之發(fā)生突變，所以微分形式的麥克斯韋方程組不能應(yīng)用于媒質(zhì)的分界面上，而積分形式的麥克斯韋方程組不受電磁場矢量是否連續(xù)的影響，因此可以從積分形式的麥克斯韋方程組出發(fā)，推導出電磁場矢量在不同媒質(zhì)分界面上滿足的邊界條件。邊界條件在電磁場工程問題的求解過程中占據(jù)重要地位。目前，應(yīng)用于本科教學的教材中[1]-[3]，關(guān)于切向邊界條件的推導都沒有給出三維的示意圖，使讀
數(shù)碼設(shè)計 2020年16期2020-12-08
- MX″(t)+CX′(t)+KX(t)=F(t)解析解的兩個實例應(yīng)用
如圖1是粘滯阻尼媒質(zhì)中的兩質(zhì)—量彈簧系統(tǒng)。圖1設(shè)兩質(zhì)量在一媒質(zhì)中運動，媒質(zhì)的阻尼力正比于速度，設(shè)質(zhì)量m1和m2上分別作用推動力為f1(t)和f2(t)，建立x1(t)和x2(t)所需的方程。解：設(shè)阻尼系數(shù)C，則運動方程：矩陣形式為：即MX″(t)+CX′(t)+KX(t)=F(t)，是文獻〔1〕的微分方程。由(8)得：將A,R(t)帶入(8)式，但是，eAt是難以求出的，所以，當矩陣A的秩大于2時，解析解(8)只能是形式上的。下面通過實例，來運行數(shù)值解的過
遼寧科技學院學報 2020年5期2020-11-11
- 磁單振波超導穩(wěn)頻技術(shù)的原理和應(yīng)用
，真空中充滿了超媒質(zhì)體。就像超導體可以無損耗地傳播電流一樣，超媒質(zhì)體可以無損耗地傳播光波。受地球引力場的作用，地球表面上的超媒質(zhì)體就像地球表面上的大氣層，是隨著地球一起自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)的。受太陽系引力場的作用，整個太陽系的超媒質(zhì)體就像是太陽系的大氣層，將太陽包裹在中心，形成一個直徑像太陽系直徑那么大的球狀的超媒質(zhì)體，簡稱太陽系超體。整個銀河系的超媒質(zhì)體就像是銀河系的大氣層，把銀心包裹在中心，形成一個直徑像銀河系直徑那么大的球狀的超媒質(zhì)體，即銀河系超體。本星系群的
電子技術(shù)與軟件工程 2020年2期2020-06-13
- 超媒質(zhì)場論
力。這種物體叫超媒質(zhì)體。大量科學的實驗證明，超媒質(zhì)體具有與超導體相似的一些特性，在超媒質(zhì)體中靜止或勻速運動的電子受到的阻力為零，超媒質(zhì)體只對加速運動的電子產(chǎn)生阻力。就像超導體中存在大量自由電子一樣，超媒質(zhì)體中存在大量自由元電子與反元電子。元電子間的相互作用叫元力，元力與弱力一樣是一種短程力。與超導體中恒定的電子流相似，恒定的元電子流或恒定的反元電子流在超媒質(zhì)體中受到的阻力為零。單向振蕩元電縱波實際上就是單向振蕩元電流，與在導體中傳播的單向振蕩電流有點相似。
電子技術(shù)與軟件工程 2020年3期2020-06-11
- 低反射、高吸收海水電磁屏蔽體
其與電磁入射空間媒質(zhì)的特性阻抗相匹配。文中首先針對反射型海水電磁屏蔽體結(jié)構(gòu)，研究其輸入阻抗特性。利用平面波和傳輸線理論，針對反射型海水電磁屏蔽體，設(shè)計了對應(yīng)的阻抗匹配媒質(zhì)層，使得入射電磁波能夠有效或全部穿透到海水電磁屏蔽體內(nèi)部，產(chǎn)生傳導損耗和極化損耗，從而實現(xiàn)具有低反射、高吸收特性的海水電磁屏蔽體。1 研究方法考慮層狀海水電磁屏蔽體結(jié)構(gòu)，入射波為平面電磁波。文獻[8]研究表明，平面波照射到多層（有耗或無耗）媒質(zhì)的反射系數(shù)和透射系數(shù)表達式為：式中：0k和Sk
裝備環(huán)境工程 2020年4期2020-05-08
- 環(huán)形光鐘實驗與理論
損耗地傳播光波的媒質(zhì)叫超媒質(zhì)體。真空中充滿了超媒質(zhì)體。超媒質(zhì)體對運動電子的阻力可用方程F=k△ma 來表示。式中，k 表示超媒質(zhì)體的阻力系數(shù)，△m 表示電子質(zhì)量的增量，它等于電子運動時的質(zhì)量減去電子靜止時的質(zhì)量，a 表示電子沿其運動方向上的加速度。該方程式表明，超媒質(zhì)體具有與超導體相似的一些特性，超媒質(zhì)體只對沿運動方向上有加速度的電子產(chǎn)生阻力，對靜止或勻速運動的電子沒有阻力。實際上，電子并不是一個孤立的粒子，而是一個由大量元電子互相聯(lián)系互相影響形成的一團元
電子技術(shù)與軟件工程 2020年24期2020-03-16
- 任意色散周期結(jié)構(gòu)的時域有限差分方法分析
。對于常見的色散媒質(zhì)，根據(jù)色散媒質(zhì)隨頻率變化的關(guān)系，在FDTD計算時，可等效為Debye、Drude、Lorentz及其混合色散模型[5]。國內(nèi)外多位學者針對這些色散模型的FDTD算法進行了研究，先后提出了半解析遞歸卷積(PLRC)、輔助微分方程(ADE)、Z變換法等[6-8]。采用上述算法在建模復雜色散媒質(zhì)時需要高階形式，這會導致FDTD計算時花費更大的內(nèi)存空間和計算時間[9]。在處理多層色散媒質(zhì)時，每種色散媒質(zhì)得到的時域遞推計算公式也不同，這給實際應(yīng)用
應(yīng)用光學 2019年5期2019-10-15
- 電磁波在導電媒質(zhì)中傳播時的matlab仿真
均勻平面波在不同媒質(zhì)中的傳播和趨膚深度進行了仿真，將抽象的電磁波形象化，取得良好的教學效果。2 均勻平面波在導電媒質(zhì)中的傳播仿真在導電媒質(zhì)中，由于電導率σ≠0，當電磁波在導電媒質(zhì)中傳播時，其中必然有傳導電流，這將導致電磁能量損耗。因而，均勻平面波在導電媒質(zhì)中的傳播特性與無損耗媒質(zhì)的情況不同。導電媒質(zhì)中沿正Z方向傳播的均勻平面波的電場強度和磁場強度的瞬時形式：2.1 弱導電媒質(zhì)中的均勻平面波通過圖形可以觀測到動態(tài)的均勻平面波在弱導電媒質(zhì)里面?zhèn)鞑サ奶攸c：電場與
廣東通信技術(shù) 2019年3期2019-04-24
- 基于增益媒質(zhì)的亞波長納米陣列超傳輸特性研究
阱和量子點的增益媒質(zhì)[9-14]作為克服由貴金屬引入的歐姆損耗的一種可能的解決方案，在理論和實驗方面，增益媒質(zhì)均展現(xiàn)出良好的放大特性和損耗完全補償效應(yīng)。然而，增益媒質(zhì)需要較強的外部能量來激發(fā)以補償損耗或產(chǎn)生激光，這很大程度上限制了增益媒質(zhì)在超材料中的應(yīng)用。另一方面，超常光學傳輸(EOT)特性近年來也已經(jīng)引起了廣泛的關(guān)注[15-16]，其物理本質(zhì)是一種在電介質(zhì)和金屬的分離界面處行進的電磁表面波：表面等離子體激元(SPP)[17]在金屬表面引發(fā)的局部場增強作用
發(fā)光學報 2019年3期2019-03-26
- 磁各向異性媒質(zhì)中半波天線的輻射功率
1 在磁各向異性媒質(zhì)中半波天線輻射的能流密度(1)其中：H和E已由文獻[6]求出。為計算方便，我們采用各向異性直角坐標系表述，以下公式中ξ、ei、θξ、Ioξ分別表示各向異性直角坐標系中的線量、單位矢量、角量、電流幅值，μrii表示各向異性直角坐標系中沿各坐標軸上的磁導率分量，i表示電流，ω表示角速度，t表示時間。用E(ξ)和H(ξ)表示各向異性直角坐標系中的場量，即(2)(3)把式(2)(3)代入式(1)可得求半波天線在線性均勻磁各向異性媒質(zhì)中輻射的平均
渭南師范學院學報 2018年24期2019-01-07
- 海水中電磁波特性的分析與研究?
這是因為水是導電媒質(zhì)，電磁波在水中的傳播衰減很大，且頻率越高衰減越大，因而水下無線電通信主要采用低頻電磁波，所以應(yīng)用于水下通信的無線電設(shè)備體積大、重量大，加之水下電磁波傳播衰減大，導致距信號源較遠處信號弱而難以檢測有用信號，這些因素極大地限制了電磁波在水下通信的應(yīng)用。近年來，由于信號處理及天線技術(shù)的快速發(fā)展，使得水下電磁通信得到了更多的關(guān)注［4～11］。電磁波在水中的傳播特性有別于空氣中的傳播特性，所以為了更好地研究水下電磁通信，本文將對水中電磁波的波速、
艦船電子工程 2018年8期2018-08-28
- 沙塵媒質(zhì)中的微波衰減和相移模型研究
。國外學者對沙塵媒質(zhì)中的微波傳播特性進行了研究[2-5]。文獻[3-5]研究表明，沙塵粒子的含水量、能見度及電磁波頻率是影響微波的傳播特性的重要因素。Ali[6]研究了沙塵尺寸分布對微波傳播特性的影響?；谏硥m粒子的尺寸分布的實測數(shù)據(jù)，Ahmed等[7]計算了微波的沙塵衰減。Ghobrial等[8]等人研究了F=10 GHz頻率附近的微波在沙塵暴中傳播的衰減特性。國內(nèi)也開展沙塵媒質(zhì)中的電波傳播特性研究。董慶生[9]針對我國典型地區(qū)沙塵的尺寸分布和粒子的介電
咸陽師范學院學報 2018年2期2018-05-14
- 高校圖書館在新媒質(zhì)時代的內(nèi)部空間設(shè)計研究
學圖書館）1 新媒質(zhì)時代的概念與時代特征1.1 概念媒介，是指通過介紹或其他手段使兩者之間發(fā)生一定聯(lián)系的一種中介關(guān)系。對于新媒質(zhì)時代則會根據(jù)不同的方面和角度有一個更加廣泛的定義，可以認為新媒質(zhì)時代是用數(shù)字化技術(shù)處理信息的時代，新媒質(zhì)時代是信息交匯和反饋的一個介質(zhì)。［1］1.2 特征分析相比傳統(tǒng)社會，新媒質(zhì)時代的社會主要在以下方面發(fā)生了較大的變化：① 社會活動方式、經(jīng)濟架構(gòu)方面；② 人們交流、交往發(fā)生變化；③ 社會生活方式發(fā)生變化；④ 社會組織結(jié)構(gòu)發(fā)生變化。
圖書館理論與實踐 2018年3期2018-04-18
- “電磁場與微波技術(shù)”可視化交互設(shè)計的虛擬仿真
波垂直入射到三層媒質(zhì)”為例，探討了“電磁場與微波技術(shù)”課程可視化交互設(shè)計虛擬仿真平臺。利用該仿真平臺，可以使學生更容易化解知識難點，加強概念的理解，激發(fā)學生的學習興趣，提高教學效果。電磁場與微波技術(shù)；可視化交互設(shè)計；教學效果0 引言“電磁場與微波技術(shù)”課程內(nèi)容廣泛、跨度很大、概念抽象、公式繁瑣，應(yīng)用的矢量分析與場論、特殊函數(shù)與數(shù)理方程等工程數(shù)學，計算非常復雜，傳統(tǒng)的教學方法不易理解和掌握，給教學帶來了相當大的困難[1-4]。根據(jù)普通二本高校高素質(zhì)工程應(yīng)用技
電氣電子教學學報 2017年1期2017-06-05
- 參數(shù)簡化型折疊變換媒質(zhì)散射特性仿真與研究
數(shù)簡化型折疊變換媒質(zhì)散射特性仿真與研究龐旭東1,陳 棟2,朱偉華1,朱守正2(1.上海機電工程研究所,上海 201109; 2.華東師范大學 信息科學與技術(shù)學院,上海 200241)為降低超材料實現(xiàn)難度，對參數(shù)簡化型折疊變換媒質(zhì)的散射特性進行了仿真研究?；诶硐?yún)?shù)折疊變換媒質(zhì)，提出了一種參數(shù)簡化模型，簡化后三個方向的非均勻性被集中到其中一個方向。有限元仿真結(jié)果表明簡化參數(shù)型折疊變換媒質(zhì)的散射放大效果與理想?yún)?shù)模型接近，保持了波束聚焦的基本特性；超材料的介
上海航天 2016年4期2016-12-20
- 背景環(huán)境與軍用目標復合電磁散射的仿真分析
析微帶電路、平面媒質(zhì)分層背景中的目標等[1-4]。由于混合位積分方程(MPIE)比其他形式的積分方程具有更低的奇異性，所以一般采用MPIE[5]。阻抗矩陣元素的填充及該矩陣的求逆運算是傳統(tǒng)矩量法消耗計算機資源并使其應(yīng)用受限的兩個主要問題。加快阻抗矩陣的填充速度的關(guān)鍵在于加快平面分層媒質(zhì)空域格林函數(shù)的計算速度。平面分層媒質(zhì)空域格林函數(shù)的計算涉及到索末菲積分，由于索末菲積分核的高振蕩性和譜域格林函數(shù)慢衰減的特性，直接的數(shù)值積分計算索末菲積分一般很費時。因此，研
航天電子對抗 2016年2期2016-11-01
- 折疊變換媒質(zhì)散射特性與參數(shù)分析
究，但對折疊變換媒質(zhì)散射放大特性的定量對比分析尚不深入［11］。折疊變換式集中器的媒質(zhì)參數(shù)多為負值，目前暫未有文獻對其參數(shù)詳細分析。本文對折疊變換式集中器變換媒質(zhì)的散射特性進行了仿真驗證與計算。1 理論基礎(chǔ)上述兩類電磁波集中器的坐標變換函數(shù)均為折線型分段函數(shù)［6－9］。對折疊變換式集中器二維圓柱模型，在柱面波照射，波源頻率f＝3GHz，波源距離d＝0.9m，a＝0.1m，b＝0.2m，k＝3條件下，用Comsol Mutiphysics有限元法分析軟件仿真
上海航天 2015年6期2015-12-31
- 無磁場參與的時變電場
)。因此，需假設(shè)媒質(zhì)為導電性媒質(zhì)。假設(shè)該媒質(zhì)的介電常數(shù)和電導率分別為ε和σ。依歐姆定律微分形式有J=σE，再結(jié)合本構(gòu)關(guān)系 D=εE，有式中τ=ε/σ為導電媒質(zhì)中電荷弛豫的時間常數(shù)，由此可得式中，E0為t=0時刻的電場強度。由于假設(shè)不存在磁場，所以有由式(4)和(5)有由電場的高斯定律不難得出，電荷密度ρ隨時間的演化也滿足指數(shù)衰減式中，ρ0為t=0時刻的自由電荷密度。ρ0和E0的關(guān)系由高斯定律表述從式(4)和(6)可以看出，純粹的時變電場具有時間上指數(shù)衰減、
電氣電子教學學報 2015年5期2015-08-23
- 傳輸線無畸變傳輸條件的教學方法
”課程從電磁波在媒質(zhì)中傳播的角度來討論無畸變傳輸，即媒質(zhì)的色散問題[3-4]，但媒質(zhì)的傳播特性與傳輸線的傳播特性存在差異[5]，不能將媒質(zhì)無色散直接對應(yīng)于傳輸線無畸變?！靶盘柵c系統(tǒng)”課程中，利用傅里葉變換、從一般概念上給出網(wǎng)絡(luò)無畸變傳輸條件，但從傅里葉級數(shù)、到傅里葉變換、再到網(wǎng)絡(luò)無畸變傳輸條件的過程過于理論化，在均勻傳輸線教學時難以采用[6]。本文利用傅里葉級數(shù)和網(wǎng)絡(luò)函數(shù)的概念，導出線性時不變網(wǎng)絡(luò)無畸變傳輸條件;將此條件應(yīng)用到均勻傳輸線的穩(wěn)態(tài)傳輸中，得到無
電氣電子教學學報 2015年3期2015-07-05
- Padé近似下模擬一般色散媒質(zhì)的FDTD改進方案
似下模擬一般色散媒質(zhì)的FDTD改進方案劉廣東(阜陽師范學院物理與電子工程學院 安微 阜陽 236037)為了方便模擬不同媒質(zhì)的色散特性，提出了一種時域有限差分(FDTD)改進方案，適用于統(tǒng)一處理幾類各向同性、線性、有磁電色散媒質(zhì)的電波傳播問題：媒質(zhì)類型可以是Havriliak-Negami(H-N)媒質(zhì)、Davidson-Cole(D-C)媒質(zhì)、Cole-Cole(C-C)媒質(zhì)、Debye媒質(zhì)、常規(guī)(非色散)媒質(zhì)或其任意組合；媒質(zhì)屬性可以是單極或多極的、有
電子科技大學學報 2015年6期2015-06-26
- 三層媒質(zhì)中的鏡像法及其在普通電阻率測井中的應(yīng)用
10065)三層媒質(zhì)中的鏡像法及其在普通電阻率測井中的應(yīng)用仵 杰，曹 婷(西安石油大學 光電油氣測井與檢測教育部重點實驗室，陜西 西安 710065)將二層媒質(zhì)中的鏡像原理推廣到三層媒質(zhì)，建立點電流源位于任意位置時三層媒質(zhì)中的電位計算解析公式，應(yīng)用于計算三電極梯度電極系在三層地層中的測井響應(yīng)。歸納總結(jié)測井響應(yīng)特征與三電極在地層中的位置關(guān)系。電位與三層媒質(zhì)鏡像源的關(guān)系揭示了測井響應(yīng)機理。利用COMSOL有限元軟件數(shù)值計算驗證了三層媒質(zhì)鏡像原理計算三電極梯度電
西安石油大學學報（自然科學版） 2015年1期2015-04-28
- 恒定磁場中鏡像法疊加結(jié)果的矛盾分析
慮該場都充滿導磁媒質(zhì)μ1，場是由線電流I和鏡像電流I'共同產(chǎn)生的，如圖1(b)所示。同樣，對于下半空間的磁場，則可考慮其充滿導磁媒質(zhì)μ2，其中的場由鏡像電流I″所產(chǎn)生，如圖1(c)所示。圖1 不同導磁材料中磁場計算的等效原理圖通用教材中，在圖1條件下I'和I″由唯一性定理和邊界條件容易得出［1－2］:但是，根據(jù)對稱原理和鏡像法疊加原理，所得的下半空間等效電流I″應(yīng)該為原傳導電流I和磁化電流I'的疊加，如下所示:很明顯，式(1)與式(2)的I″不等，于是產(chǎn)生
電氣電子教學學報 2015年6期2015-04-26
- 電磁場邊界條件的研究*＊
0 引言對于不同媒質(zhì)所組成的區(qū)域，由于在分界面上媒質(zhì)參數(shù)會發(fā)生突變，而且矢量場也可能會發(fā)生突變，因此必須采用多種媒質(zhì)所組成的區(qū)域分析。無論是在含有單一媒質(zhì)的區(qū)域中還是在含有多種煤質(zhì)的區(qū)域中，宏觀時變電磁場都滿足如下積分形式的麥克斯偉方程組［1～4］式中，l—區(qū)域中的任意閉曲線;S—區(qū)域中的任意閉曲面;B—磁通密度;D—電位移;t—時間;q—閉曲面S 所包圍的電荷。當場量在積分區(qū)域中存在連續(xù)偏導數(shù)時，各常量滿足如下微分形式的麥克斯偉方程組［1～4］式中，JS
防爆電機 2015年4期2015-03-04
- 基于平均能流密度的趨膚效應(yīng)詮釋*
析電磁波經(jīng)過不同媒質(zhì)界面時會形成的反射波和透射波，給出了兩種媒質(zhì)中的電磁場表達式及平均能流密度的表達式.根據(jù)媒質(zhì)電導率的不同，推導出相應(yīng)的平均能流密度的計算公式，從平均能流密度的角度，詮釋了趨膚效應(yīng)的本質(zhì).平均能流密度；趨膚效應(yīng)；趨膚深度為了討論問題的方便，假設(shè)電磁波從理想媒質(zhì)1垂直入射到另外一種媒質(zhì)2的表面，在分界面處會產(chǎn)生反射和透射現(xiàn)象，在媒質(zhì)1中的電磁波是入射波和反射波的疊加，在媒質(zhì)2中的電磁波是透射波.如圖1所示.媒質(zhì)2中的電磁場為透射波，其電場和
長沙大學學報 2014年5期2014-10-10
- 雙色散模型的辛時域有限差分算法?
)1 引 言色散媒質(zhì)在電磁場領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用[1?3],比如等離子體,雙負媒質(zhì),吸波材料等都屬于色散媒質(zhì).如果媒質(zhì)的介電常數(shù)或者磁導率是頻率的函數(shù),那么這種媒質(zhì)被稱為色散媒質(zhì).現(xiàn)實中的很多物質(zhì)都是色散的,比如海水,雪等.由于色散媒質(zhì)的復雜特性,使得解析法在求解色散媒質(zhì)的電磁場問題上變的十分困難.因此對它們的研究只能借助于數(shù)值方法以及科學實驗.在諸多數(shù)值方法中,時域有限差分方法(FDTD)[4,5]是研究色散媒質(zhì)電磁特性的有力工具.因為FDTD方法具有寬帶
物理學報 2014年7期2014-08-31
- 傳輸線場、路模型的一致性探討
程線性和各向同性媒質(zhì)中的電磁場問題，可通過麥克斯韋方程組表達加上如下媒質(zhì)特性方程和邊界銜接條件:上述方程中:D和E分別為電位移矢量和電場強度矢量;B和H分別為磁感應(yīng)強度矢量和磁場強度矢量;J為電流密度矢量;v為運流電荷速度矢量;ε、μ、σ、ρ分別為介電常數(shù)、磁導率、電導率和電荷密度。1.2 自由空間中理想導體傳輸線的方程自由空間中理想導體構(gòu)成的均勻傳輸線如圖1所示，也就是電路理論中的無損耗線。圖1 均勻傳輸線由于幾何尺寸d=l，故x方向的電磁輻射可以忽略。
電氣電子教學學報 2014年4期2014-07-05
- 一種處理Cole-Cole色散媒質(zhì)的FDTD改進方案
e-Cole色散媒質(zhì)的FDTD改進方案劉廣東， 張開銀， 范士民（阜陽師范學院物理與電子科學學院，阜陽 236037）對柯爾－柯爾（Cole-Cole）色散媒質(zhì)的時域有限差分（FDTD）方案嘗試給出改進：（1）保留了Cole-Cole經(jīng)驗公式中的靜態(tài)電導率項；（2）擴展到三維情形；（3）人體乳房組織的模型參數(shù)源于實驗測量.數(shù)值算例結(jié)果初步證實改進方案的可行性和有效性.改進方案適用于模擬更一般柯爾－柯爾色散媒質(zhì)中的電波傳播.時域有限差分方法；色散媒質(zhì)；柯爾－
計算物理 2014年3期2014-04-16
- 農(nóng)業(yè)科技信息傳播中多媒質(zhì)資源整合研究
530007）多媒質(zhì)技術(shù)是指利用計算機技術(shù)將聲像、文字、圖像等多種媒體整合為一體，使之建立起邏輯聯(lián)系，集成為一個具有實時性和交互性，并能系統(tǒng)化表現(xiàn)信息的技術(shù)[1]。它是計算機技術(shù)、聲像技術(shù)和通信技術(shù)高度結(jié)合的一個產(chǎn)物。而綜合運用多種媒質(zhì)手段和各類信息表達方式來傳播農(nóng)業(yè)科技信息主題，實現(xiàn)農(nóng)業(yè)信息的效果最大化，即為農(nóng)業(yè)科技信息的“整合傳播”[2]。這是一種“擴散+滲透型”的運作理念，主要在傳播信息的形式和內(nèi)容上對媒介采取整合運用，即通過報紙、期刊、廣播、視頻、
湖南農(nóng)業(yè)科學 2014年1期2014-04-04
- 交變隱式時域有限差分法的媒質(zhì)吸收薄層設(shè)計
時域有限差分法的媒質(zhì)吸收薄層設(shè)計張玉賢，鄭宏興，計雷雷（天津職業(yè)技術(shù)師范大學天線與微波技術(shù)研究所，天津 300222）為了解決交變隱式時域有限差分法（ADI-FDTD）的截斷邊界問題，設(shè)計了一種媒質(zhì)吸收薄層鋪設(shè)在截斷邊界上，通過給定ADI-FDTD算法基本迭代形式，證明了媒質(zhì)表面滿足阻抗條件時可實現(xiàn)無反射條件。在一維和二維ADI-FDTD計算實例中發(fā)現(xiàn)，在這種媒質(zhì)吸收薄層上電磁波能被很好地吸收，達到無反射的效果。交變隱式時域有限管分法；媒質(zhì)吸收薄層；無反射
天津職業(yè)技術(shù)師范大學學報 2014年3期2014-02-28
- 太赫茲寬帶調(diào)頻人工電磁媒質(zhì)研究
引言新型人工電磁媒質(zhì)具備自然界材料所不具備的一些電磁響應(yīng)特性，因而成為當今科學研究的前沿.通常，人工電磁媒質(zhì)的尺寸和使用方式一旦確定，其響應(yīng)就固定了.而新型主動式人工電磁媒質(zhì)融合了半導體、超導體等介質(zhì)，通過外加電場、溫度、光場、磁場等手段，可以實現(xiàn)對半導體、超導體等介質(zhì)材料特性的改變，從而使人工電磁媒質(zhì)的響應(yīng)為外加激勵所調(diào)控，這一人工電磁媒質(zhì)結(jié)構(gòu)為主動式新型光電功能器件的發(fā)展開辟了新的思路和方法.新型主動式人工電磁媒質(zhì)的發(fā)展對太赫茲波段器件的實現(xiàn)至關(guān)重要.
四川文理學院學報 2013年5期2013-12-17
- 基于鈦酸鍶鋇介電非線性效應(yīng)的可調(diào)諧太赫茲人工電磁媒質(zhì)*
幸THz人工電磁媒質(zhì)的實現(xiàn)大大拓展了傳統(tǒng)THz技術(shù)的研究領(lǐng)域,導致產(chǎn)生全新的THz波操控技術(shù).控制THz輻射的振幅、頻率或相位需要人工電磁媒質(zhì)的電磁響應(yīng)能夠主動調(diào)控,這可以通過將構(gòu)成人工電磁媒質(zhì)的結(jié)構(gòu)單元與其他功能材料結(jié)合,利用其他功能材料對外界因素的響應(yīng)實現(xiàn).利用電壓控制人工電磁媒質(zhì)對電磁波傳播方式的調(diào)控一直是研究人員探索的重要方向,因為不論從操作方式、反應(yīng)時間、控制精度等方面來看,電壓控制方式是最為有利和方便的.在早期微波頻段人工電磁媒質(zhì)研究中,Gil
物理學報 2013年4期2013-12-12
- 融媒體時代媒質(zhì)的格局與走向——以網(wǎng)絡(luò)視頻對傳統(tǒng)電視的影響為例
張逸筠融媒體時代媒質(zhì)的格局與走向 ——以網(wǎng)絡(luò)視頻對傳統(tǒng)電視的影響為例文丨梅郁盛 張逸筠本文探討了融媒體時代媒質(zhì)的格局及其相互的影響機制，在市場的作用下媒介間的關(guān)系，以及媒介間的層次和由此導致的市場的轉(zhuǎn)移和受眾的流失。媒介融合； 市場； 受眾“媒介融合”（Media Convergence）其本意是指各種媒介呈現(xiàn)出多功能一體化的趨勢。這一概念最早由美國馬薩諸塞州理工大學的浦爾教授提出。但在這一背景下，媒介間的融合，其實是通過多種競爭的手段，在市場化與宏觀調(diào)控
中國傳媒科技 2013年6期2013-08-15
- 換流變壓器出線套管極性反轉(zhuǎn)電場計算分析
器各向異性非線性媒質(zhì)中的直流穩(wěn)態(tài)電場進行了研究。文獻［4，5］通過數(shù)值方法模擬了一臺實際的換流變壓器極性反轉(zhuǎn)試驗中瞬態(tài)電場的變化過程。但目前針對出線套管模型的研究還較少，而且在計算過程中進行了大量的簡化，往往假設(shè)極性反轉(zhuǎn)瞬間完成或只考慮線性媒質(zhì)條件下的極性反轉(zhuǎn)過程［6～9］。本文利用罰函數(shù)法構(gòu)造出有限元狀態(tài)方程，利用C-N 法進行求解，完整的模擬了一臺±800 kV 換流變壓器出線套管在極性反轉(zhuǎn)試驗中瞬態(tài)電場的變化過程，且通過對線性媒質(zhì)和非線性媒質(zhì)條件下的
華北電力大學學報(自然科學版) 2013年4期2013-07-26
- 媒質(zhì)中電磁波傳播的FDTD仿真
法對電磁波在不同媒質(zhì)中傳播的反射特性進行模擬的。2 應(yīng)用FDTD法的關(guān)鍵技術(shù)為應(yīng)用FDTD法解決電磁波傳播所遇到的實際問題，有以下幾個方面的關(guān)鍵技術(shù)，包括計算區(qū)域的適當網(wǎng)格剖分、電磁波源的設(shè)置及理想匹配層的設(shè)置等。這幾個方面的問題分述如下：1）計算區(qū)域的適當網(wǎng)格剖分將Maxwell旋度方程在直角坐標系下的六個分量方程在圖1所示Yee網(wǎng)格中進行有限的差分離散化，在某些參數(shù)或場分量為零的情況下，有限差分式可以進一步簡化成二維甚至一維的形式。任意離散的時空點處的
中國科技信息 2013年21期2013-07-19
- 用具有負介電常數(shù)的模擬光子晶體同軸系統(tǒng)獲得負群速
學家們對反常色散媒質(zhì)中的群速研究產(chǎn)生了極大的興趣。1970年Garrett[2]等人的研究表明：當頻率為f的電磁波通過非吸收但色散的媒質(zhì)傳播時，當媒質(zhì)具有接近頻率f的吸收線時就會出現(xiàn)反常色散的情況，此時群速可以大于光速，甚至為負，并且通過計算還表明對于吸收媒質(zhì)來講群速的概念同樣具有意義。在1982年S.Chu and S.Wong[3]利用Garrett[2]提出的近吸收線的反常色散媒質(zhì)首次測量到負群速。除此以外，科學家還利用增益線的方法實現(xiàn)負群速傳播，其
中國傳媒大學學報(自然科學版) 2013年5期2013-05-11
- 復雜媒質(zhì)目標電磁散射問題的有限元分析
革，以及人工合成媒質(zhì)技術(shù)的不斷發(fā)展，復雜電磁媒質(zhì)的研究受到越來越多的重視.選擇和運用恰當?shù)碾姶艌鰡栴}的數(shù)值計算方法對復雜電磁媒質(zhì)進行研究有著重要的理論意義和工程應(yīng)用價值.在一些傳統(tǒng)的數(shù)值計算方法中，使用積分方程法如矩量法的算法，往往導致復雜的格林函數(shù)，有時候格林函數(shù)甚至是不可得的.使用時域有限差分法（FDTD）時，因為需要計算額外的時間導數(shù)而變得不穩(wěn)定.用于分析平面分層結(jié)構(gòu)的譜域法與直線法也需要重新計算格林函數(shù).雖然利用場分解特性［1］，可以將手征材料等效
電波科學學報 2013年1期2013-03-12
- 用于各向異性媒質(zhì)的TLM算法
近年來，各向異性媒質(zhì)的電磁問題受到關(guān)注，出現(xiàn)大量用于處理各向異性媒質(zhì)的算法，特別是用于處理各向異性媒質(zhì)的改進FDTD算法。1990年，LUEBBERS提出一種用離散卷積處理色散媒質(zhì)的RC－FDTD算法，并將此算法推廣到各向異性的磁化等離子體，處理各向異性的磁化鐵氧體及手征媒質(zhì)［1－3］。1996年，KELLEY采用電場的分段線性近似——PLRC－FDTD改善了RC－FDTD算法的計算精度［4］。處理各向異性媒質(zhì)的FDTD方法還有JEC法、DI法、分段線性電
上海航天 2012年6期2012-09-18
- 基于亞鐵磁材料-YIG的負折射率特異材料的設(shè)計及電磁特性研究
是一種均勻的有效媒質(zhì)，它具有等效介電常數(shù)和磁導率，這就是有效媒質(zhì)的概念[1]．自然界中無法找到天然的ε和μ同時為負的電磁特異材料．自1968年Veselago從理論上研究、預測了這種負折射率特異材料的存在以來[1]，由于這種合成材料的特異功能和廣闊的應(yīng)用前景，世界上很多研究小組都開始著手設(shè)計、制作、研究這種新型實用的負折射率電磁特異材料．目前已有許多結(jié)構(gòu)的負折射率特異材料被設(shè)計制造出來，大致可分為3類，一類是以Smith的SRRs加TWs(Thinwire
湖南師范大學自然科學學報 2011年3期2011-11-24
- 基于亞鐵磁材料－YIG的雙負電磁特異材料的設(shè)計及電磁特性研究＊
異材料。利用有效媒質(zhì)理論數(shù)值，計算了復合材料的等效介電常數(shù)與等效磁導率的頻率響應(yīng)特性。計算結(jié)果表明:在C波段電磁波頻率的重疊區(qū)域，使復合材料的等效介電常數(shù)與等效磁導率同時為負;表明了利用有效媒質(zhì)理論基于亞鐵磁材料可以設(shè)計為負折射率特異材料。有效媒質(zhì);亞鐵磁材料;金屬線陣;雙負材料電磁特異材料是由一些人工制備的電磁共振單元組成，當探測電磁波的波長遠大于組成單元的晶格常數(shù)時，特異材料可以被看作是一種均勻的有效媒質(zhì)，它具有等效介電常數(shù)和磁導率，這就是有效媒質(zhì)的概
外語與翻譯 2011年1期2011-10-27
- 參數(shù)和結(jié)構(gòu)對超晶格成像特性的調(diào)制
還可通過改變兩種媒質(zhì)的層數(shù)比以及正折射率媒質(zhì)的吸收系數(shù)來控制尖銳峰峰值的大小。負折射率介質(zhì)；成像；fibonaci；thue-morse負折射率媒質(zhì)是一類具有奇異電磁性質(zhì)的人造介質(zhì)[1-2]。2000年，Pendry[3]提出負折射率媒質(zhì)能放大倏逝波甚至能用于構(gòu)成完美透鏡之后，負折射率媒質(zhì)引起了人們的強烈興趣。Pendry指出在正折射率媒質(zhì)中指數(shù)衰減的倏逝波進入負折射率媒質(zhì)后隨即指數(shù)增長。Zhang等[4]的研究發(fā)現(xiàn)負折射率材料能極大地增強光子隧道效應(yīng)。以
華東交通大學學報 2011年1期2011-07-07
- 一維AB結(jié)構(gòu)的電磁特異材料的有效媒質(zhì)參量確定
是一種均勻的有效媒質(zhì)，它具有等效介電常數(shù)和磁導率，這就是有效媒質(zhì)的概念[1]．當人們制備出了特異材料樣品后，它是否可以被等效為有效媒質(zhì)，如果可以等效的話如何計算其有效的介電常數(shù)εeff和磁導率μeff，這些都是特異材料的研究中非?；竞椭匾膯栴}． 對于如何計算體系的等效介電參量，Pendry在1996年提出的金屬線立方格子結(jié)構(gòu)，其有效的介電常數(shù)εeff是利用等效近似的方法得出的經(jīng)驗公式[2]；另一類方法是通過對特異材料體系內(nèi)非均勻的局域場做積分平均的方法
湖南師范大學自然科學學報 2010年4期2010-11-26
- 手征媒質(zhì)反射特性仿真計算*
引 言雙各向同性媒質(zhì)的本構(gòu)關(guān)系表達式中有介電常數(shù)、磁導率、非互易參數(shù)和手征參數(shù)4個參數(shù)，當非互易參數(shù)為零時，稱這種媒質(zhì)為手征媒質(zhì)。近幾年，手征媒質(zhì)在微帶線、電磁透鏡、極化轉(zhuǎn)換器等方面展現(xiàn)出巨大的應(yīng)用前景，同時反射特性的研究也是一個熱點問題。文獻[1-3]分別討論了手征參數(shù)變化對反射系數(shù)的影響，另外,文獻[2]還對不同本構(gòu)關(guān)系下手征媒質(zhì)的反射系數(shù)進行了仿真計算。隨著研究的不斷深入，將手征媒質(zhì)涂敷在目標表面起到減小反射波進而降低目標的雷達散射截面(RCS)成為
電訊技術(shù) 2010年9期2010-09-26
- 機械波“半波損失”的諧波分析
關(guān)于機械波在兩種媒質(zhì)分界處反射時引起的半波損失問題, 在所有大學物理教材[1～5]中都只是定性的極粗略的介紹了幾句, 并沒有從數(shù)學上進行證明和分析. 某些力學實驗演示中出現(xiàn)的機械波的半波損失現(xiàn)象也只是給初學者以感性認識, 知其然而不知其所以然. 本短文采用諧波分析方法, 利用機械波的波動方程進行數(shù)學證明并作定量分析.1 分析方法設(shè)平面簡諧波沿著弦線傳播而從固定端或自由端反射時, 沒有任何能量的吸收或發(fā)生機械波透入其它媒質(zhì), 那么, 機械波在此處是完全反射的
湖南理工學院學報（自然科學版） 2010年3期2010-09-20
- 電磁波多層媒質(zhì)傳播的[C]網(wǎng)絡(luò)新理論
傳播,特別是多層媒質(zhì)的入射、反射和折射不僅是一個前沿的理論問題,而且還是一個重要的應(yīng)用課題。探礦、測地和異物檢測都離不開它們的基礎(chǔ)——電磁波向多層媒質(zhì)的傳播。本文根據(jù)三項原則構(gòu)建出電磁波斜入射到媒質(zhì)突變的平面邊界的基本模型,它可以退化為垂直入射、導體和磁體邊界等多種情況。將電磁波傳播和網(wǎng)絡(luò)理論有機結(jié)合,創(chuàng)新地提出了多層媒質(zhì)的[C]網(wǎng)絡(luò)理論,從而把困難的多層媒質(zhì)傳播轉(zhuǎn)化為矩陣[C]級聯(lián),由應(yīng)用實例得到一系列有用統(tǒng)一的結(jié)論,很值得作進一步探索和推廣。1 基本模
電氣電子教學學報 2010年4期2010-08-23
- 有限微波波束在對稱雙三棱鏡結(jié)構(gòu)中的Goos-H?nchen與 Imbert-Fedorov位移研究
波束斜入射到光密媒質(zhì)與光疏媒質(zhì)的分界面時,光疏媒質(zhì)中不僅會形成消失態(tài)表面波而且平行于分界面方向能流并不為 0。然而,事實上全反射并沒有被破壞,反射能流密度依然等于入射能流密度。鑒于此現(xiàn)象,Picht在 1929年首次提出一個全新的概念[1],全反射無限波束的透射能流由光密媒質(zhì)進入光疏媒質(zhì),然后又返回到光密媒質(zhì)。這一觀點隨后被 Schaefer和 Pich在有限寬度波束入射的情況下通過運算論證了[1]。之后,Artmann和 Fragstein都認為這種界面
中國傳媒大學學報(自然科學版) 2010年4期2010-03-13
- 聲波傳播之怪現(xiàn)象
振動以波的形式在媒質(zhì)中傳播形成的。由波的折射定律可知,當波從第一媒質(zhì)射入第二媒質(zhì)時,入射角(i)的正弦與折射角(γ)的正弦之比等于第二媒質(zhì)對于第一媒質(zhì)的相對折射率n,即n=sini/sinr.當n>1時,i>γ,折射波線相對于入射波線更靠近法線;當n<1時,i<γ,折射波線相對于入射波線更遠離法線。在烈日炎炎的白天,聲波在空氣中傳播時,在離地面20km以下的區(qū)域,由于地面接受太陽的輻射而溫度較高,從而越靠近地面,空氣越稀薄,折射率也越小;而在地面40km以
新課程·上旬 2009年12期2009-07-02