负折射率媒质雷达散射特性分析

从负折射率媒质的本构关系出发,应用分段线性递推卷积(PLRC)方法推导出负折射率媒质中的时域有限差分(FDTD)计算公式,建立了基于分段线性递推卷积的FDTD方法(PLRC-FDTD)。并应用该方法计算了负折射率媒质覆盖导体柱的雷达散射截面,分析了负折射率媒质参数对其雷达散射截面的影响。结果表明,恰当地选择负折射率媒质参数能有效减小目标的雷达散射截面。

负折射率媒质覆盖导体柱散射特性的FDTD分析

利用时域有限差分(FDTD)方法研究了负折射率媒质覆盖二维导体目标的散射特性。从负折射率媒质的本构关系出发,给出了描述负折射率媒质场与流的微分方程组,将其离散得到用于FDTD计算的递推表达式。对TM波垂直入射时的仿真结果的分析表明,适当选取媒质参数,负折射率媒质覆盖层可以显著减少雷达目标的电磁回波能量。由于模拟的负折射率媒质是匹配介质,其吸波性能要明显优于等离子体。

电磁波在芯层为负折射率媒质的介质波导中的传播

分析了电磁波在正负折射率媒质界面、两种负折射率媒质界面处的传播特性,并对负折射率媒质为芯层(波导层)的介质波导的传播规律进行了探讨.其结论对于丰富波导理论和进一步研究电磁波在负折射率媒质中的传播特性及微波毫米波相关器件的设计有着重要的意义.

金属平板覆盖负折射率媒质的电磁波反射系数的PLRC-FDTD分析

推导了负折射率媒质中的FDTD分段线性递归卷积(PLRC)计算式,并将PLRC-FDTD方法用于仿真电磁波与负折射率媒质的相互作用,计算了金属平板覆盖负折射率媒质层对垂直入射电磁波的反射系数。数值结果表明:负折射率媒质包层可以极大地减少目标的电磁回波能量,碰撞频率越大,振荡频率越小,其吸波性能越好;负折射率媒质碰撞频率、振荡频率及其分布形式是影响反射系数的重要因素。

人工合成负折射率微波媒质的一种新方法

提出了以外加磁场作用时磁导率为负的亚铁磁材料-YIG为基体,在其中嵌入等效介电常数为负的金属导体线阵列宏结构,人工合成出负折射率微波媒质的新方法。利用有效媒质理论数值计算了复合媒质的等效介电常数与等效磁导率的频率响应特性。计算结果表明存在C波段电磁波频率的重叠区域,使复合媒质的等效介电常数与等效磁导率同时为负;验证了新型负折射率微波媒质合成方法的可行性。

外加恒定磁场复合微波媒质负折射率条件

以亚铁磁媒质-YIG为基体,在其中嵌入金属导体线阵列是人工合成负折射率微波媒质的一种新方法。该方法采用了复合媒质磁导率张量的修正有效媒质理论,并推导出复合媒质介电常数张量的修正有效媒质理论,把在恒定磁场作用下复合媒质宏观上等效为一种磁导率和介电常数都为各向异性的媒质。分析得到了等效磁导率和等效介电常数张量,做出了色散曲线,获得了负折射率条件。

负媒质模型的时域有限差分法分析

负折射率媒质是一种人造媒质,在某一微波波段内其介电常数和磁导率同时为负值。对TE模电磁场满足的麦克斯韦方程组进行数值处理,解决了直接利用时域有限差分方法在Yee’s网格下计算负折射率媒质内部场分布时的数值发散问题。通过数值算例,验证了方法的可行性,模拟了负折射率媒质内部及周围的电磁场分布。

电磁波在不同媒质的传输矩阵理论

运用电动力学理论详细地推导了电磁波在正、负折射率媒质界面的传输矩阵,以及电磁波在正折射率媒质内部和负折射率媒质内部的传输矩阵,并在此基础上对不同模型的光子晶体的透射系数进行了模拟,此研究为进一步研究电磁波的传输特性提供了一定的依据.

一种新型负折射率微波媒质的设计与仿真模拟

提出了以外加磁场作用时磁导率为负的亚铁磁材料-YIG为基体，在其中嵌入等效介电常数为负的金属导体线周期阵列结构构造出负折射率微波媒质的新方法．设计了一种C／X波段负折射率微波媒质，并利用基于三维时域有限积分法的电磁场仿真程序模拟了复合媒质的电磁特性．仿真结果表明，在导体线周期阵列结构的等效介电常数为负的7．02—9．80GHz频带与基体YIG等效磁导率为负的5．22-8．14GHz频带相重叠的7．51-8．13GHz带宽内，入射电磁波能通过复合媒质，并在复合媒质与常规正折射率媒质的交界面处发生了负折射现象，证实了复合媒质在该带宽内等效折射率为负，验证了新型负折射率微波媒质设计方法的可行性．