羰基铁粉/聚氨酯复合材料的微波吸收特性:零反射条件与磁粉体积浓度的关系

微波吸收材料在民用和军用平台上有着越来越广泛的应用。为了提高材料的吸波性能,需要对吸波体进行设计。设计的理想目标是使吸波体对入射的电磁波尽可能地达到零反射。对于有金属背衬的单层吸波体,提出一种用其电磁参数测量数据μ_(r)(f)和ε_(r)(f)直接求出零反射参数的方法,并用此方法研究了羰基铁粉复合材料吸波体的零反射参数随羰基铁粉体积浓度的变化。结果表明,对该羰基铁粉吸收剂,当体积浓度Vc从10%增加到35%,每一个体积浓度的样品都能够获得、且只能获得一个零反射吸收峰;随着吸收剂体积浓度的增大,零反射吸收峰的峰值频率从16.2 GHz移向1.49 GHz,所对应的吸波体厚度从1.66 mm增大到3.08 mm。

应用FEM/PML/ABC方法分析角反射器的电磁散射

在文中,对三面角反射器进行仿真,用PML/ABC来截断有限元计算域,求得三面角反射器的单站雷达散射截面,并与其他方法的计算结果进行比较,结果证明,FEM/PML/ABC法对于三面角电磁散射分析是有效的。

三维周期结构弱无条件稳定FDTD算法研究

将单轴完全匹配层UPML引入于弱无条件稳定算法LOD-FDTD中用于解决周期结构的电磁散射问题。在求解过程中,引入Sherman-Morrison方程解决迭代过程中产生的非三对角矩阵,显著提高了计算效率。为了检验本文所提方法的吸波效能,将其用于计算将带有细缝的周期阵列的反射系数,结果显示:当将本文所提方法的UPML层数设置为16时,其反射误差同传统FDTD方法的反射误差相当,当将本文所提方法的UPML层设置为4时,其反射误差比传统FDTD要低50dB。

二维TE波中的HIE-CPML算法

文中将坐标伸缩完全匹配层CPML引入到弱无条件稳定算法HIE-FDTD中研究其吸波性能。详细推导了2维TE波模型中CPML在HIE-FDTD算法中应用的差分公式。为检验本文所提方法的吸波效能,建立了计算模型,将其与其它吸收边界条件的吸波性能进行了综合比较,计算了HIE-FDTD算法选取不同条件数时的反射误差,并详细说明如何合理选取α,κmax和σmax来实现最佳相对误差。结果显示:当将本文所提方法的CPML层数设置为8时,其反射误差为-62 d B,低于传统FDTD方法的-58 d B;当选取α=0.05,κmax=10,σmax/σopt=1.3可以实现低至-83 d B的最大相对误差;在仿真中,其比传统FDTD方法也约减少48%的计算时间。

CPML在3维HIE-FDTD算法中的实现

文中将CPML引入3维弱无条件稳定算法HIE-FDTD中,详细推到了CPML在3维弱无条件稳定HIE-FDTD中的差分公式。为了验证CPML在3维HIE-FDTD中的吸波性能,建立了数值计算模型,并将CPML的吸波性能同其它几种常用的吸收边界条件进行了比较。结果显示,当将CPML层数设置为8时,其最大反射误差为-72 d B,远低于传统FDTD方法的反射误差。另外,当匹配层参数设置为α=0.05,可以在一个较大范围内选取κmax和σmax来实现最佳误差,从而使得在选值时易于预测反射情况。

基于改进型UPML吸收边界条件的电磁波数值模拟

基于分裂场的完全匹配层(PML)吸收边界条件完成了对非物理反射波的吸收,初步实现了有限区域对无限开放空间的数值模拟,然而在计算区域的边界上需要对场分量进行分裂,增加了Maxwell方程组中独立方程的个数,使场分量迭代复杂,增大了数值计算量.单轴各向异性完全匹配层(UPML)边界条件则不需要对场分量进行分裂,迭代公式简单,便于程序实现,本文在常规UPML上增加了自由可变因子,使得对低频成分的反射波具有更好的吸收效果.本文首先推导了TMz波的改进型UPML方程组,给出了改进型UPML的介电参数分布方式,详细介绍了该算法的程序实现步骤,并以数值算例进行验证,分别采用基于分裂场的PML、常规UPML和改进型UPML边界条件进行数值计算,并从波场快照、时间域反射误差和频率域反射误差等方面,对比了三者的吸收效果,结果表明;在电磁波传播后期,改进型UPML吸收边界条件对低频率成分的反射波具有更好的吸收效果,更真实地模拟了开放的无限空间.

电波传播与天线

Y98-61222-1264 9900422开槽线耗散方程的新实和夏杂奇异解的进展=Evolu-tion of new real and complex improper solutions of theslotline dispersion equation[会,英]/Zehentner,J.&Machac,J.//1997 27th European Microwave Confer-ence Proceedings,Vol.2.—1264～1269(UV)Y98-61315-198 9900423天线与传播=Session 9:antennas and propagantion[会,英]//1997 IEEE International Conference on PersonalWireless Communications.—198～209(MaG)本部分共收入3篇文章。