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二维左手介质电磁散射特性的研究

作　者: 方谧
导　师: 孙玉发
学　校: 安徽大学
专　业: 电磁场与微波技术
关键词: 左手介质雷达散射截面负介电常数负磁导率
分类号: O441.6
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 39次
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内容摘要

近30年来,电磁超介质已成为国际上的一个研究热点,而作为一种有着多种特殊性质的电磁超介质——左手介质(Left Handed Material, LHM),一经研究就引起当今学术界众多研究者的广泛关注。原因在于这种介质违反常规介质的特性：介质中的电场强度E、磁场强度H、波矢量K三者之间呈左手关系。这一独特的性质决定了左手介质具有诸多不同与其他媒质的特殊物理性质,正是这些特性使得左手介质在多个领域的应用价值显得越来越重要。如今,随着各国研究者对左手介质的理论、设计和应用等方面展开深入的研究,左手介质电磁特性的研究已成为当今电磁学界的重要课题之一。本文基于严格的电磁场理论,对二维左手介质的电磁散射特性进行了研究。主要研究工作如下：1.分析了正负介质涂覆下的金属柱电磁散射特性,并讨论了介质涂层厚度对后向散射场的影响；2.给出了多层常规介质或左手介质填充的介质柱散射场的本征函数级数解,并基于本征函数级数解对双层介质圆柱的电磁散射特性进行了研究,讨论了左手介质的电磁散射特性。3.基于严格的电磁场理论,对不同介质偏心涂覆的金属柱电磁散射特性进行了研究。通过对常规介质和左手介质分别偏心涂覆的金属柱电磁散射特性的对比分析,以及对不同角度多波入射时金属柱双站RCS的计算,指出了LHM在降低偏心距对金属柱散射场影响方面的作用。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-6
目录  6-8
第一章绪论  8-15
  1.1 左手介质的研究进展  9-13
    1.1.1 起步阶段  9-10
    1.1.2 深入研究阶段  10-12
    1.1.3 应用研究阶段  12-13
  1.2 论文的主要内容及结构安排  13-15
第二章左手介质的基本理论和实验构造方法  15-32
  2.1 左手介质的相关理论  15-21
    2.1.1 左手介质遵守麦克斯韦方程  15-19
    2.1.2 负介质交界处的边界条件  19-21
    2.1.3 左手介质的负折射原理  21
  2.2 左手介质的实验构造方法  21-32
    2.2.1 等效负介电常数  22-26
    2.2.2 等效负磁导率  26-29
    2.2.3 Smith结构左手介质  29-32
第三章正负介质涂覆下金属柱的电磁散射特性分析  32-39
  3.1 理论分析  32-35
  3.2 数值计算  35-38
    3.2.1 单双层介质涂覆的金属柱双站RCS比较  35-36
    3.2.2 内层正介质厚度对后向散射场的影响  36-37
    3.2.3 外层左手介质厚度对后向散射场的影响  37-38
  3.3 结论  38-39
第四章正负介质填充的多层介质圆柱电磁散射特性研究  39-46
  4.1 本征函数法  39-43
    4.1.1 矢量位函数  39-40
    4.1.2 基于位函数展开各层总场  40-41
    4.1.3 参数矩阵的推导  41-43
  4.2 双层介质圆柱  43-45
    4.2.1 正介质涂覆的双层介质圆柱  43-44
    4.2.2 左手介质涂覆的双层介质圆柱  44-45
  4.3 结论  45-46
第五章介质偏心涂覆的金属柱电磁散射特性研究  46-54
  5.1 概述  46-47
  5.2 理论分析  47-49
  5.3 数值计算结果  49-53
    5.3.1 常规介质偏心涂覆的金属柱双站RCS  49-50
    5.3.2 左手介质偏心涂覆的金属柱双站RCS  50-51
    5.3.3 入射波变化时的金属柱双站RCS  51-53
  5.4 小结  53-54
第六章结束语  54-56
参考文献  56-61
致谢  61-62
攻读硕士期间的科研情况  62

二维左手介质电磁散射特性的研究

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