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电大尺寸手征介质球对平面波的散射与彩虹效应

作　者: 李焕
导　师: 吴振森
学　校: 西安电子科技大学
专　业: 无线电物理
关键词: 电磁散射平面波手征介质球矢量波函数
分类号: TN957
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
下　载: 21次
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内容摘要

手征介质与平面波的相互作用在微波遥感、飞机隐身材料、生物医学、纳米材料科学等领域具有重要的理论意义和应用前景。本论文的主要成果如下：1.利用球矢量波函数，将入射平面波、手征介质球内场、散射场写成球矢量波函数展开形式。根据切向连续边界条件，推导出平面波入射下手征介质球的散射场的展开系数的表达式。计算了手征介质球对平面波散射的雷达散射截面(RCS)，并与相关文献进行了比较，验证了理论和程序的正确性。数值分析了手征参数、粒子尺寸等参数对雷达散射截面的影响。2.基于球矢量波函数，研究了手征介质涂覆导体球和手征介质涂覆介质球对平面波的电磁散射，根据手征介质涂覆导体球和手征介质涂覆介质球的各区域场展开式以及边界条件关系，推导出相关的散射系数公式，数值分析了涂层厚度、手征参数对散射截面的影响。3.利用几何光学近似导出了不同极化平面波入射的均匀手征介质球的彩虹角，并且与Mie理论进行对比，验证了程序和理论的正确性，数值计算分析了不同的手征参数、粒子半径、折射率对彩虹角的影响。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-9
第一章绪论  9-17
  1.1 研究背景及意义  9-10
  1.2 小粒子对电磁波散射的研究  10-12
  1.3 双各向同性介质球的电磁散射特性  12-13
  1.4 本文的结构与内容安排  13-15
  1.5 本文的特色及创新之处  15-17
第二章球矢量波函数和手征媒质本构关系的描述  17-31
  2.1 引言  17
  2.2 麦克斯韦方程组  17-18
  2.3 球矢量波函数基本理论  18-22
    2.3.1 电磁场波动方程  18-20
    2.3.2 球矢量波函数及其正交关系  20-22
  2.4 平面波用球矢量波函数展开  22-26
  2.5 手征媒质本构关系描述  26-29
  2.6 本章小结  29-31
第三章电大尺寸手征介质球对平面波的散射  31-45
  3.1 引言  31-32
  3.2 电大尺寸手征介质球对平面波的散射  32-41
    3.2.1 球散射问题的解析思路  32-33
    3.2.2 散射截面、吸收截面、消光截面和雷达散射截面  33-35
    3.2.3 手征球对平面波的散射计算  35-38
    3.2.4 数值计算结果与分析  38-41
  3.3 不同极化波入射情况下电大尺寸手征介质球的散射特性  41-44
    3.3.1 电磁波的极化  41-42
    3.3.2 不同极化波入射时的电磁散射特性分析  42-43
    3.3.3 数值计算结果  43-44
  3.4 本章小结  44-45
第四章手征介质涂覆球体对平面波的散射特性  45-59
  4.1 引言  45-46
  4.2 各向同性手征介质涂覆导体球对平面波的散射  46-49
    4.2.1 区域各电磁场的展开  46-48
    4.2.2 数值计算结果与分析  48-49
  4.3 各向同性手征介质涂覆介质球对平面波的散射  49-56
    4.3.1 区域各电磁场的展开  49-55
    4.3.2 数值计算结果与分析  55-56
  4.4 本章小结  56-59
第五章均匀手征粒子彩虹特性研究  59-85
  5.1 引言  59-60
  5.2 各向同性粒子光散射的彩虹现象基本方法  60-69
    5.2.1 几何光学近似  60-64
    5.2.2 Airy 理论  64-66
    5.2.3 LMT 理论  66-67
    5.2.4 Debye 级数展开  67-69
  5.3 手征介质涂层参数对反射系数的影响  69-71
    5.3.1 涂层界面的反射公式推导  69-70
    5.3.2 数值计算结果  70-71
  5.4 平面波在手征介质板中的传输特性  71-75
  5.5 均匀手征粒子彩虹特性  75-84
    5.5.1 均匀手征粒子的彩虹特性分析  75-79
    5.5.2 几何光学解释  79-84
  5.6 本章小结  84-85
结束语  85-87
致谢  87-89
参考文献  89-97
攻读硕士期间科研与发表论文情况  97-98

电大尺寸手征介质球对平面波的散射与彩虹效应

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