混合场积分方程结合MLFMA分析导体介质复合目标电磁散射问题

针对组合目标电磁散射问题,采用一类新的混合场积分方程进行分析.通过合理选择比例系数组合表面电场和磁场积分方程,构造出具有良好收敛性的阻抗矩阵.MLFMA的迭代求解采用广义最小残差方法(GMRES),结合预条件技术进一步减少迭代次数,加速计算并提高处理电大尺寸导体介质复合目标的能力,研究了几类典型目标电磁散射特性并比较了计算效率,数值算例验证了该方法的准确性和高效性.

导体介质组合体电磁分析的建模与计算

为提高导体介质复合目标电磁散射分析的效率,采用一类新的表面混合场积分方程进行求解,该方程通过伽略金方法建立的阻抗矩阵具有良好的条件数。分析了多区域连接边上的电磁流分布和基函数的定义,然后根据边界条件推导了广义EFIE-CFIE-JMCFIE方程形式,最后比较了不同积分方程建立阻抗矩阵的收敛性。数值算例表明该方法能明显提高计算效率,实现导体介质复合目标电磁散射分析快速、准确的求解。

三维导体介质复合结构电磁辐射与散射的MLFMA分析

利用多层快速多极子方法(MLFMA)分析三维导体介质复合结构的电磁辐射与散射特性。根据等效原理,介质表面构造Poggio-Miller-Chang-Harrington-Wu(PMCHW)方程,导体表面建立电场积分方程(EFIE)。分析了含介质目标MLFMA算法中远区组矩阵矢量相乘运算以及有耗媒质空间中格林函数的平面波展开。利用该方法研究了涂敷目标电磁散射特性以及天线罩对直线阵天线辐射特性的影响。MLFMA的应用降低了计算量和存储量,实现了对电大尺寸目标快速、准确的求解。

任意形状导体介质混合目标的瞬态电磁散射特性分析

通过建立自由空间内多个导体介质混合目标的理论模型,根据电磁场等效原理和边界条件,建立了求解任意形状导体介质混合目标散射特性的时域电场积分方程(TDEFIE)。导出了TDEFIE的时间步进算法(MOT)矩阵方程,并应用基于隐式MOT算法的TDEFIE对任意形状导体介质混合目标进行了瞬态分析,其数值结果说明了该算法的有效性。

导体与非导体介质翼型的缩比模型RCS数值计算分析

应用二维电磁散射有限元算法理论考虑了几组导体和非导体介质翼型的缩比计算模型,计算出缩比模型的RCS并与1:1模型进行对比。结果显示,导体翼型的缩比模型RCS计算结果与推及的二维导体外形缩比模型测量定律完全符合;非导体翼型的缩比模型在等效阻抗增大时,按缩比测量定律计算的RCS与1:1模型间的相对误差越来越大,但在等效阻抗小于0.5时缩比定律是有效的。

半导体介质波导中光生载流子的浓度分布

本文采用数值方法求解半导体矩形介质波导中光生载流子的非线性连续方程,获得了光生载流子在波导中的三维空间稳态分布,为严格分析光控矩形介质波导毫米波传播特性打下了基础。

导体-介质组合体散射分析两种积分方程法比较

采用耦合积分方程和单积分方程两种方法,分析了三维导体-介质组合体目标的电磁散射问题。与传统的耦合积分方程法相比,单积分方程法使介质体表面的未知量数目减少一半,并且能获得更快的迭代解。讨论了导体-介质交界线上RWG基函数的正确处理问题。对介质锥-导体柱组合体、导体-介质组合球和某导弹模型的雷达截面(RCS)进行了计算和比较,验证了两种积分方程方法的正确性,且数值结果表明单积分方程法更加有效。

分析多层介质多导体传输线的区域分解法

本文利用区域分解法 ,将直线法和有限差分法结合起来 ,用于计算多层介质中具有任意截面形状多导体传输线的电容和电感矩阵。通过在纯介质区域使用直线法 ,导体所在区域使用有限差分法分别进行求解 ,充分发挥两种方法各自的优越性。直线法中快速傅里叶变换的引入进一步提高了算法的计算效率。数值结果表明 :该方法是有效的 ,且计算时间与介质层的厚度无关。文中还研究了介质层分界面的不平整性对传输线电磁参数的影响。

半导体增益介质对MSM等离子体波导的传输损耗补偿研究

为了深入地研究在紫外波长范围内利用增益介质补偿等离子传输损耗,设计了具有半导体增益介质的金属-半导体-金属(Metal-Semiconductor-Metal,MSM)等离子体光波导结构。基于时域有限差分法(FDTD),对该波导结构的传输损耗、有效折射率随几何结构的依赖关系进行了分析。进一步研究了利用II-VI族半导体ZnO作为增益介质时的无损传播条件。结果表明,当ZnO宽度为80nm时,MSM等离子波导可以实现紫外波长范围的无损传播;当ZnO宽度大于80 nm时,传播增益明显大于损耗,可以实现等离子极化波的传播放大,为表面等离子体基元纳米激光器技术提供理论依据。

二维导体-介质周期结构的毫米波和红外散射

以严格的电磁理论为基础,提出了适合于分析二维导体-介质周期结构毫米波和红外散射问题的改进方法.本方法考虑了导体厚度和有限电导率等全部电磁参数和几何尺寸的影响,并可以不必借助于任何基函数而获得数值计算结果.

用C-V法观察介质-半导体界面的电荷存储效应

用SiNX作钝化层的InGaAs／InP光电二极管和N沟道GaAsMESFET的高频特性和电性能稳定性问题与SiNx-半导体界面的电荷存储效应有密切关系。本工作用高频C－V法观察到SiNx－InP界面电行存储效应，从而加深了SiNX钝化层引起的器件最高工作频率下降和特性不稳定的理解，找到了评价介质-半导体界面稳定性的方法并进行了减小SiNx－InP界面电荷存储效应的实验。

金属-绝缘介质-有限半导体超晶格结构中的表面等离子激发的色散关系

将M-I-SL模型推广为M-I-FSL模型,使其更符合实际。应用电磁理论推导出由第Ⅰ类和第Ⅱ类半导体超晶格构成的这种M-I-FSL结构的表面电子集体激发的色散关系。由此色散关系出发在一些极限条件下可以方便地重现一些文献的一系列结果。

运动导体-介质周期结构的电磁散射和电磁力

应用麦克斯韦理论和狭义相对论的基本原理,对运动方向平行于分界面的匀速运动导体-介质周期结构进行了研究,分析推导了相关的电磁散射和电磁力表达式,并通过数值计算绘制了电磁力随有关参量变化的曲线.这些结果可以应用于一大类与电磁相互作用有关的连续运动部件,如微电子机械系统中的传感器和执行器.

覆介质导体大圆柱共形缝隙阵列天线

本文研究覆介质导体大圆柱共形缝隙阵列天线的分析及综合设计方法。用矩量法求解缝面切向电场的积分方程,提出准对称阵列的概念,降低了线性方程组的阶数,导出了缝隙单元及阵列的等效网络参数和方向性图,讨论了缝隙的幅度及谐振特性,在此基础上提出了阵列的综合设计方法及步骤,实现了计算机辅助分析、设计,通过实验部分地验证了这些结果。

多层介质中多导体拐角结构电容参数的提取

本文给出一种计算多层介质中多导体拐角互连结构的准静态电容参数的快速算法─—维数缩减技术（DRT），并和有限差分法相结合，快速、准确地提取了多层介质中多导体拐角结构的准静态电容矩阵。由于维数缩减技术能充分利用集成电路结构分层的特点，从而大大减少了计算所需的时间和存储空间。文中给出的计算结果与Ansoft软件的计算结果吻合得较好，而计算所需的时间和存储空间大大少于Ansoft软件。

部分覆盖介质导体柱的电磁散射研究

本文通过建立积分方程并利用矩量法,解决了部分涂覆介质导体柱的电磁散射问题。有关的计算程序成功地实现了通用化,即集导体柱、介质柱、全部及部分覆盖介质的导体柱的计算程序为一体。实例计算表明,该程序在计算目标雷达散射特性方面具有较高的实用价值。

覆介质导体圆柱面上轴向窄缝间的耦合

本文研究覆介质导体圆柱面上轴向窄缝间的耦合,讨论了耦合系数谱展开式中无穷积分的收敛性态,利用辅助函数G_e得出了耦合系数的计算公式,给出了部分数值计算结果。

用MEI方法计算电大尺寸非均匀各向异性涂覆媒质导体柱

本文运用有限差分技术,构造出非均匀各向异性媒质曲边网格的五点差分方程,借助不变性测试方程(MEI)这一新概念,成功地计算了电大尺寸任意厚度涂覆媒质的导体柱的RCS特性.在截断边界上采用MEI方程,使得截断边界十分接近散射体表面,从而使计算占用计算机的内存大大减少,同时与矩量法相比,还显著缩短了计算时间,本文在微机上计算的电大尺寸柱体周长达120个波长,是一般方法无法比拟的.