手性超材料圆极化波吸收特性研究进展

基于亚波长单元结构的人工电磁超材料具有优异的电磁/光学特性,如负折射率、超分辨率以及极化转化等,使得超材料研究成为近年量子通信、纳米光学、材料科学、能源探测等领域的前沿研究方向,其中以手性超材料的研究尤为突出。手性超材料是指与其镜像不具有几何对称性,且不可通过旋转或平移等任意操作使其与镜像重合的一种新型电磁超材料。超材料的深入研究,极大地丰富了手性结构的建模,为许多隐晦物理现象和理论分析的研究提供了更多有效的方法。手性超材料所具备的超强光学活性、圆二色性以及不对称传输等独特的电磁/光学特性,也为电磁学、物理学、材料科学、光学、声学、纳米科学以及信息科学等领域提供了全新的研究方向。手性是手性分子的一种固有特征,也是生命体征的一种表现,在有机世界中普遍存在,诸如蛋白质、DNA、糖分子、病毒、氨基酸和液晶体等分子。然而在自然界中,手性结构十分有限,有关建模和理论分析仅停留在原始结构的表征。目前,手性超材料的研究正逐步从微波段扩展至太赫兹、红外波段,甚至光波段。基于手性微结构的电磁超材料的实现很大程度上取决于单元结构尺寸和周期阵列排布,因此吸收带宽仍然局限于较窄的频率范围,且对左旋圆极化波(LCP)和右旋圆极化波(RCP)的识别(选择性吸收)能力较弱。随着对手性超材料的进一步研究,微波频段的差异化吸收率逐步提高到90%以上,但在高频段差异化的吸收率仍然较低。此外,随着微纳技术和纳米技术的发展,利用包括半导体材料、相变材料、高电阻/电感/电容薄膜、石墨烯在内的新型功能材料,以及结合集总元件的匹配电路控制,为实现红外、可见光波段的吸波器提供了研究空间。本文介绍了手性超材料对圆极化波的吸收原理,着重阐述了内在手性结构、外在手性结构以及与包括半导体材料、石墨烯等其他新型功能材料相结合的手性超材料吸收光谱的研究进展。这种基于人工电磁微结构的手性吸波特性可应用于极化转化器、电磁能量收集器、红外成像等电磁/光学器件设计中。

上海光源可变椭圆极化波荡器积分场垫补

详细介绍了上海光源波荡器EPU100积分场多极分量和一、二次积分的垫补及优化计算方法,其中的积分场多极分量采用"Magic Fingers"技术,即:在插入件两端部中平面上下使用一组适当的磁柱组合来抵消积分场误差;一、二次积分采用两端部的8个调补线圈垫补。通过垫补,EPU100在全磁隙,各种极化模式下四极分量小于9×10-3T,六极分量小于1.6 T/m,八极分量小于30 T/m2,达到了设计指标。

星载线极化天线接收椭圆极化波的理论研究

提出了使用有源线天线来接收低频率、宽频带电磁波的方法,从线极化波与圆极化波之间的关系入手,结合椭圆极化波的极化图概念,进一步推导出了两者特征参量之间的关系,为在空间飞行器上使用线极化天线来接收椭圆极化波,并确定椭圆极化波的能量密度和极化参数提供了理论依据。

椭圆极化波对大鼠电磁暴露的数值模拟计算

以椭圆极化波作为波源进行大鼠电磁暴露数值模拟,比较了多个入射方向上大鼠电磁暴露的全身平均比吸收率(WBASAR)。结果发现,椭圆极化波的WBASAR随椭偏率的改变而变化,同时受到入射方向和旋向的影响。将此结果与同方向上线极化波的辐照结果比较发现:在入射功率相同的条件下,椭圆极化波和线极化波电磁暴露的WBASAR结果存在差异,且这种差异随着波源入射方向与大鼠体态的相对位置变化呈现出不同的特点。此外,波源的极化性质、辐照方式以及大鼠本身等因素,同样会使得大鼠重要组织的SAR分布规律产生较大的差异。因此,综合考虑线极化波与非线极化波的电磁暴露结果,可以对电磁暴露剂量进行更加全面的评估。本文的计算为动物电磁暴露剂量的评估提供了方法和数据上的补充。

平直地面对一类圆极化波的等效反射系数

本文研究了入射波电场为任意线极化时,平直地面反射波中左旋圆极化分量和右旋圆极化分量的数学描述,引入了地面对这类波的等效反射系数的概念,并给予了物理解释,讨论了应用的有关问题。

圆极化波能否消除电视重影的研究

采用圆极化波抑制电视重影在美国及世界有广泛的影响。本文通过对圆极化波地面反射问题的分析，提出了采用圆极化消除重影的条件，并证明了在一般情况下都不满足此条件，从而得出了否定的结论。

发烧友谈馈源技术(二) 圆极化波接收技术

卫星信号传送有线极化和圆极化两种标准。圆极化分左旋（L）和右旋（R）极化。圆极化波的雨雪衰减小，穿透电离层能力强，不受地球两极磁场产生的法拉第效应影响，安装调试简单（不用调整极化）；制造性能较好的线极化LNB比圆极化LNB容易得多，其效率较高，圆极化LNB通常用线极化LNB改制。而我国的中星九号直播卫星采用的是圆极化，一是国际规定受保护的波束、频段、极化方式避免可能引起的干扰，二还有降低雨、雪及电离层的衰减。我国地理条件处于中纬度地区，卫星下行多用线极化，也可用圆极化。在收视中可收卫星圆极化的节目也不少，C频段主要是国际通信卫星和俄星节目，Ku频段部分日星和国内直播卫星电视。

基于HFSS的圆极化电磁波虚拟仿真教学案例设计

为提升教学效果,解决学生理解电磁场与电磁波中抽象的圆极化概念带来的教学问题,采用高频结构仿真器模拟圆极化电磁波产生,设计圆极化天线虚拟仿真实验教学案例。在虚拟仿真实验教学中,采用图形和数据解释圆极化波产生过程,学生可理解圆极化天线和分析圆极化波的特性,透彻理解圆极化波的产生和圆极化天线的设计。通过可视化的圆极化波虚拟案例教学,不仅能够帮助学生理解抽象的圆极化概念问题,还能激发学生学习电磁场与电磁波的兴趣。

中频中频雷达接收圆极化波新方法

中频雷达利用圆极化波探测中高层大气的风场和电子密度,通过一组正交偶极子组成的空分天线阵完成圆极化波的发射和接收。由于风场和电子密度反演对回波的极化特征有不同需求,要求接收端既能为电子密度的反演保留也能为风场的反演消除回波的极化特征。目前中频雷达消除极化特征通常采用硬件来完成,接收端将正交偶极子所接收到的一路信号利用移相器进行±π/2的相位调整后叠加到另一路信号上最终将圆极化回波还原为单路信号。但在中频频段实现相位调整是以增加器件和系统的复杂度为代价,而且器件的可靠性会受到环境的影响。本文提出一种无需硬件调相,直接利用I/Q分量合成消除极化特征后回波的I/Q复序列的方法,实现时仅需让接收端对信号序列逐点进行加减法运算及幅度判决。理论分析和数值仿真均表明新方法能够有效消除极化、正确获取I/Q复序列,而且方法简单,信号合成器也易于实现,具有一定的工程实践价值。

椭圆极化电磁波在界面的极化分析

运用波的极化概念,将入射的椭圆极化电磁波分解为互相正交的2个直线极化波,利用边界条件的匹配分别讨论它们与界面的作用结果,再进行合成;并就椭圆极化电磁波在界面垂直入射,以布儒斯特角入射及在界面发生全反射时的极化规律进行了分析。

圆极化移相器相移特性研究

根据铁氧体耦合波理论推导出圆极化移相器对任意极化电磁波的传输矩阵 ,在此基础上研究了椭圆极化波、线极化波、圆极化波在移相器内的传输特性。数值仿真表明用基于线极化分量的差相移检测方法测量非标准圆极化波的测量结果不仅与激励状态有关 ,还与选定的线极化方向有关。利用本文的结果可以对圆极化移相器测试系统进行误差分析 ,对于提高测量精度有一定指导意义。

电磁波极化特性的MATLAB仿真

基于电磁理论的基本知识,应用MATLAB仿真直线极化波、圆极化波和椭圆极化波的电磁波极化特性,研究结论为电磁波极化现象的理解提供新的手段.

电磁波极化及其应用

电磁波有效接收必须满足重要条件:同频(或同频段),较大方向共线和电场E珝收发有公共取向部分——最后一点正是本文所要讨论的核心概念:极化。从本质上讲,电磁波极化特性是产生波空间各向不同性的根本原因。本文从最一般的椭圆极化波着手进行深入分析,从而得到椭圆参数α,a和b的定量关系。线极化和圆极化均为问题的退化情况。文中还讨论了各种极化波的转换与分解,并强调极化的工程应用。

基于k平面对圆极化微带天线馈源的确定

微带天线馈点的位置决定天线辐射波的模式和天线与馈线的匹配情况。本文以矩形微带天线形成圆极化波为研究对象,利用k平面相位关系,从理论上推导其馈电点的轨迹方程,通过编程确定其具体的馈电点,利用HFSS9.2仿真观察其S11曲线。

电磁波极化状态判断的一种简单方法

极化是电磁场与电磁波课程教学中的一个重要内容.常见判定电磁波极化的方法比较复杂.该文以复振幅矢量表示的电磁波为例,给出了一种通过比较复振幅矢量平方的模值和复振幅矢量模值的平方比值大小的方法来判断电磁波的极化状态.方法的简单易行,使学生更容易理解和掌握极化的概念.

超材料对电磁波的极化转换及不对称传输研究进展

超材料新颖的电磁特性使它在许多领域都具有潜在的应用价值,如极化旋转器、类二极管等光子器件。综述了超材料中电磁波的极化转换的研究进展,包括线极化波之间、线极化波和圆极化波之间、圆极化波之间的相互极化转换,以及超材料的线极化波和圆极化波的不对称传输,并阐明了利用类Fabry-Perot谐振腔增强线极化波和圆极化波的不对称传输效应的机制。

圆极化微带天线技术

圆极化天线的原理和特点 能够接收和辐射圆极化波的天线称为圆极化天线。圆极化波可以分解为两个在空间和时间相互正交的等幅线极化波。实现圆极化工作的原理为：产生两个等幅且相位相差90°的线极化电场分量。

电磁波在非均匀磁化的等离子体鞘套中传输特性研究

采用流场模拟软件模拟了十一组分RAM-II飞行器表面等离子体鞘套的分布,提取了四个典型飞行高度、飞行状态下的等离子体鞘套的分布信息.然后根据RAM-II飞行器等离子体鞘套数据,利用计算色散介质的Z变换FDTD方法主要计算了电磁波在四个不同高度处等离子体鞘套中的功率反射系数和功率透射系数.此外,根据目前可以做出的磁场强度的大小,对四个不同高度下的非均匀等离子体鞘套层按距飞行器表面的距离进行相应的非均匀磁化.由于左旋极化波和右旋极化波在磁化等离子体中的传输特性不同,最后对比了左旋极化波、右旋极化波在非磁化和磁化情况下的传输特性,对飞行器导航通信磁窗天线的设计给出建议.

迭代法分析圆环类微带行波天线的辐射特性

利用圆环类微带行波天线的辐射功率与等效行波磁流衰减常数之间的自洽关系 ,导出了计算衰减常数的迭代方程 ;为加快迭代速度 ,将辐射积分中的格林函数展开成柱面波函数 ,得到快速收敛的级数和 最后给出了方向图的计算曲线 ,与实验结果对比吻合良好 。

卫星广播电视接收极化方式的正确使用

介绍极化的基本概念。极化分为线极化波和圆极化波两种，其中线极化波又分为水平和垂直两种极化波，圆极化波又分为左、右旋圆极化波。阐述了圆极化馈源对各种极化波的接收和线极化馈源对卫星发射线极化波的接收两种方法、技巧。