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频散介质中地质雷达波传播的数值模拟 被引量：85
1
作者 刘四新 曾昭发 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2007年第1期320-326,共7页
地质雷达所探测的地球介质常常具有频散性.为了研究地质雷达在频散介质中的探测能力,提出了频散介质中时间域有限差分法计算麦克斯韦方程的方法,给出了满足Debye关系的频散介质中的电位移和磁场的迭代算法,以及由电位移计算电场的算法.... 地质雷达所探测的地球介质常常具有频散性.为了研究地质雷达在频散介质中的探测能力,提出了频散介质中时间域有限差分法计算麦克斯韦方程的方法,给出了满足Debye关系的频散介质中的电位移和磁场的迭代算法,以及由电位移计算电场的算法.只有在电场计算时才用到介质的物性参数.提出一种新的吸收边界条件的算法,通过增加假想的介电常数和磁导率,实现了吸收层中波的无反射衰减,克服了以往Berenger完全匹配层计算时对场进行分裂带来的麻烦,从而提高了计算效率.计算实例表明,频散介质中电磁波的衰减更快,测量信号变得很弱. 展开更多
关键词 地质雷达 麦克斯韦方程 时间域有限差分 频散介质
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光子晶体及其应用 被引量：44
2
作者 万钧 张淳 +1 位作者 王灵俊 资剑 《物理》 CAS 1999年第7期393-398,共6页
光子晶体是８０年代末提出的新概念和新材料．文章简单回顾了光子晶体的历史，重点阐述其主要特征以及可能的应用。
关键词 光子晶体 介电材料 周期性结构 光子禁带 器件
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基于探地雷达的混凝土无损检测反演成像方法 被引量：40
3
作者 丁亮 韩波 +1 位作者 刘润泽 张建清 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2012年第1期317-326,共10页
本文针对水利水电工程中的混凝土构件无损探测问题,提出了一种新的反演成像方法.传统方法主要依赖人工经验观察偏移探测数据,精度无法保证.这种方法以Maxwell方程的TM问题为数学模型,在混凝土的表面放置发射源与接收器,根据探地雷达的... 本文针对水利水电工程中的混凝土构件无损探测问题,提出了一种新的反演成像方法.传统方法主要依赖人工经验观察偏移探测数据,精度无法保证.这种方法以Maxwell方程的TM问题为数学模型,在混凝土的表面放置发射源与接收器,根据探地雷达的接收数据,采用同伦优化方法结合收敛速度较快的阻尼高斯牛顿方法作为反演算法,其成像结果更具定量化和可视性.该成像方法克服了传统雷达剖面图只能近似地反映混凝土中埋藏物及缺陷的深度、大小等缺点,不仅能够探测混凝土内部异物的位置,而且能够比较准确地确定异物的大小及属性.通过计算机模拟以及对实际资料的处理,验证了该反演成像结果直观、可靠、具有一定的应用价值. 展开更多
关键词 混凝土无损检测 探地雷达 反演成像 maxwell方程 同伦优化方法
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用地质雷达数据资料反演二维地下介质的方法 被引量：26
4
作者 王兆磊 周辉 李国发 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2007年第3期897-904,共8页
从二维麦克斯韦方程组出发推导出反演介电常数和电导率等二维介质物性参数的反演公式.反演的步骤是:建立初始猜测模型,利用电磁波时间域有限差分法模拟正演数据,用正演数据与观测数据之间的数据残差建立目标函数,通过引入一个由麦克斯... 从二维麦克斯韦方程组出发推导出反演介电常数和电导率等二维介质物性参数的反演公式.反演的步骤是:建立初始猜测模型,利用电磁波时间域有限差分法模拟正演数据,用正演数据与观测数据之间的数据残差建立目标函数,通过引入一个由麦克斯韦方程计算的伴随场,将目标函数对介质参数的导数表示成显式形式,应用最优化理论得出对初始猜测模型的修改,用共轭梯度法迭代,最终得到反演结果.用合成数据反演具有粗糙地表的非导电介质的介电常数,用实验数据同时反演介电常数和电导率,并比较了麦克斯韦方程反演结果与声波方程反演结果、波动方程偏移剖面的差异. 展开更多
关键词 地质雷达 反演 麦克斯韦方程 非线性
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电磁波导的辛体系 被引量：20
5
作者 钟万勰 《大连理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第4期379-387,共9页
将电磁波导的基本方程导向了 Hamilton体系、辛几何的形式 .辛体系可以用于任意的各向异性材料 ,而且便于处理不同介质的界面条件 .横向的电场和磁场构成了对偶向量 .分离变量、Hamilton算子矩阵本征值问题、共轭辛正交归一关系、本征... 将电磁波导的基本方程导向了 Hamilton体系、辛几何的形式 .辛体系可以用于任意的各向异性材料 ,而且便于处理不同介质的界面条件 .横向的电场和磁场构成了对偶向量 .分离变量、Hamilton算子矩阵本征值问题、共轭辛正交归一关系、本征解的展开定理等整套理论 ,适用于各种波导的课题 ,有利于不同截面的波导连接与共振腔的连接等 .这为求解提供了很大方便 .辛体系在应用力学中的应用已经取得了很大成功 ,对于本征解的求解已经发展了许多方法 。 展开更多
关键词 电磁波导 波导/哈密顿体系 辛体系 W-W算法 各向异性材料 Hamilton算子矩阵
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三维频散介质中地质雷达信号的FDTD数值模拟 被引量：23
6
作者 刘四新 曾昭发 徐波 《吉林大学学报（地球科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第1期123-127,共5页
考虑频散介质的电磁波传播,引入随频率变化的电位移矢量D,并对电场强度E和电位移D进行标准化。开发出一种计算介电常数随频率变化满足Debye关系的频散介质中麦克斯韦方程的时间域有限差分(FDTD)解法,并编写了相应的计算原代码。在边界... 考虑频散介质的电磁波传播,引入随频率变化的电位移矢量D,并对电场强度E和电位移D进行标准化。开发出一种计算介电常数随频率变化满足Debye关系的频散介质中麦克斯韦方程的时间域有限差分(FDTD)解法,并编写了相应的计算原代码。在边界部分引入假象的介电常数和磁导率,实现了边界的无反射吸收,避免了Berenger完全匹配层中场分裂过程,提高了计算效率。计算实例可以看出频散介质中波的传播情况。 展开更多
关键词 地质雷达 麦克斯韦方程 时间域有限差分 频散介质
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不同电磁脉冲作用下地面有限长电缆外导体感应电流的数值计算 被引量：20
7
作者 陈海林 陈彬 +2 位作者 李正东 易韵 陆峰 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第10期1286-1290,共5页
　运用时域有限差分法计算了地面有限长电缆在高功率微波、超宽带和核电磁脉冲作用下的外导体感应电流。计算结果表明:场强相同情况下,核电磁脉冲在电缆上感应的电流最大,持续时间最长,高功率微波和超宽带在几m长和几十m长的电缆上感应... 　运用时域有限差分法计算了地面有限长电缆在高功率微波、超宽带和核电磁脉冲作用下的外导体感应电流。计算结果表明:场强相同情况下,核电磁脉冲在电缆上感应的电流最大,持续时间最长,高功率微波和超宽带在几m长和几十m长的电缆上感应的电流相差不大;入射角对电缆感应电流也有影响,电场方向与电缆平行时感应最强;地面电缆的感应电流振荡频率比自由空间中电缆的感应电流振荡频率低;随着大地电导率的增大,感应电流反射波衰减加快;电缆任一端接地后,接地端电缆感应电流都会增大。 展开更多
关键词 电磁脉冲 时域有限差分 感应电流 数值计算
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地质雷达数值模拟中有损耗介质吸收边界条件的实现 被引量：17
8
作者 刘四新 曾昭发 徐波 《吉林大学学报（地球科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第3期378-381,共4页
利用时间域有限差分(FDTD)法将麦克斯韦方程进行离散化,可以对地质雷达进行数值模拟。利用完全匹配层(PML)作为吸收边界条件可以有效地吸收向外的电磁波,从而大大提高了计算效率。对于有损耗介质的情况,采用扩张坐标系下改正的麦克斯韦... 利用时间域有限差分(FDTD)法将麦克斯韦方程进行离散化,可以对地质雷达进行数值模拟。利用完全匹配层(PML)作为吸收边界条件可以有效地吸收向外的电磁波,从而大大提高了计算效率。对于有损耗介质的情况,采用扩张坐标系下改正的麦克斯韦方程,只要扩张变量满足一定的关系,同样可有效地吸收向外的电磁波, 这种吸收边界条件称为通用完全匹配层。 展开更多
关键词 地质雷达 麦克斯韦方程 时间域有限差分 有损耗介质 完全匹配层 通用完全匹配层
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三明治结构与同轴电缆结构磁性材料巨磁阻抗效应的理论研究 被引量：14
9
作者 刘江涛 周云松 +2 位作者 王艾玲 姜宏伟 郑鹉 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2003年第11期2859-2864,共6页
根据两种具有巨磁阻抗 (GMI)效应的磁性材料实验样品 ,提出了两种理论模型 (同轴电缆结构———Cu丝外覆软磁材料的圆柱形 ;三明治结构———Cu或Ag为中间层外包软磁层的三明治膜 ) ,利用Maxwell方程和Landau_Lifshitz方程对其GMI效应... 根据两种具有巨磁阻抗 (GMI)效应的磁性材料实验样品 ,提出了两种理论模型 (同轴电缆结构———Cu丝外覆软磁材料的圆柱形 ;三明治结构———Cu或Ag为中间层外包软磁层的三明治膜 ) ,利用Maxwell方程和Landau_Lifshitz方程对其GMI效应的机理进行了理论研究 .证明了两种模型的差别仅仅是形状因子的不同 ,从而由理论上证实了两种结构GMI效应增强的内在一致性 .证实了在同种磁性材料情况下 ,双层结构具有结构方面的优越性 .并对照实验数据讨论了参数的影响 ,得到与实验定性相符的结果 . 展开更多
关键词 巨磁阻抗效应 磁性材料 同轴电缆结构 三明治结构 maxwell方程 LANDAU-LIFSHITZ方程 软磁合金材料
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永磁同步电机磁钢涡流损耗模型及其衡量指标 被引量：18
10
作者 张磊 高春侠 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2013年第7期46-53,共8页
针对高功率密度永磁同步电机在高转速下,所存在的较为严重的转子磁钢涡流损耗及其失磁风险问题,采用涡流场理论及麦克斯韦方程提出一种改进型的磁钢涡流损耗数学模型,可以对表贴式永磁同步电机涡流损耗进行定量分析;并根据分析结论,总... 针对高功率密度永磁同步电机在高转速下,所存在的较为严重的转子磁钢涡流损耗及其失磁风险问题,采用涡流场理论及麦克斯韦方程提出一种改进型的磁钢涡流损耗数学模型,可以对表贴式永磁同步电机涡流损耗进行定量分析;并根据分析结论,总结了与涡流损耗相关的关键影响因素,提出衡量磁钢内涡流损耗的技术指标。利用该指标可以指导电机极槽配合、磁钢厚度等电机设计关键参数的设计。同时有限元分析结果表明,该指标也可以用于内置式永磁电机磁钢涡流损耗的衡量;利用此指标对几种极槽配合电机结构进行了对比研究,验证了涡流损耗指标的有效性。 展开更多
关键词 高功率密度 涡流损耗 麦克斯韦方程 涡流损耗指标 可靠性分析
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压电驱动器的非线性建模 被引量：13
11
作者 秦月霞 胡德金 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第8期1334-1336,1341,共4页
在研究了各种非线性模型的基础上,采用Maxwell迟滞模型建立了压电驱动器的非线性模型,给出了该模型参数的求解准则和方法.实验结果表明,所建立的非线性模型与实际测量结果一致,提出的非线性参数的求解方法简单实用.该模型可用于对驱动... 在研究了各种非线性模型的基础上,采用Maxwell迟滞模型建立了压电驱动器的非线性模型,给出了该模型参数的求解准则和方法.实验结果表明,所建立的非线性模型与实际测量结果一致,提出的非线性参数的求解方法简单实用.该模型可用于对驱动器的前馈控制,以达到提高驱动器位移控制精度的目的. 展开更多
关键词 压电驱动器 迟滞 maxwell模型 非线性 建模
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各向异性场对三明治膜巨磁阻抗效应的影响 被引量：14
12
作者 王艾玲 刘江涛 +2 位作者 周云松 姜宏伟 郑鹉 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2004年第3期905-910,共6页
根据具有巨磁阻抗 (GMI)效应的实际三明治样品的状况 ,提出三明治结构作为理论计算的模型 ,考虑了磁性层的各向异性场 ,利用一定边界条件下的Maxwell方程和Landau_Lifshitz方程对模型进行了理论计算 ,得到了阻抗与频率、各向异性场等因... 根据具有巨磁阻抗 (GMI)效应的实际三明治样品的状况 ,提出三明治结构作为理论计算的模型 ,考虑了磁性层的各向异性场 ,利用一定边界条件下的Maxwell方程和Landau_Lifshitz方程对模型进行了理论计算 ,得到了阻抗与频率、各向异性场等因素间的函数关系 .在此基础上 ,着重讨论了各向异性场Hk 的作用 .Hk 的大小、方向均会对GMI效应造成影响 ,最佳的Hk 应在 4 0 0A m左右 ,位于面内并与电流垂直 . 展开更多
关键词 巨磁阻抗效应 三明治膜 各向异性场 Landau—Lifshitz方程 maxwell方程 磁致伸缩
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一种新型小型化微带天线的全波分析 被引量：13
13
作者 崔俊海 钟顺时 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第6期785-787,共3页
本文介绍了一种新颖的小型化微带天线 .利用在贴片上面开一个C型缝隙 ,使得谐振频率明显降低 ,尺寸仅是传统的半波长微带天线的 33% ,阻抗带宽略有增加 ,并且加工相对简单 .利用时域有限差分法 (FDTD)对这种天线进行了较为全面的理论分... 本文介绍了一种新颖的小型化微带天线 .利用在贴片上面开一个C型缝隙 ,使得谐振频率明显降低 ,尺寸仅是传统的半波长微带天线的 33% ,阻抗带宽略有增加 ,并且加工相对简单 .利用时域有限差分法 (FDTD)对这种天线进行了较为全面的理论分析 ,给出了输入端反射损耗特性和辐射特性 .同时给出了矩量法 (MoM)分析结果和测量结果 ,具有较好的一致性 . 展开更多
关键词 微带天线 全波分析 微波天线
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Maxwell方程用于电磁脉冲在损耗介质中的传播问题 被引量：10
14
作者 王长清 祝西里 +1 位作者 陈国华 丁柱 《电波科学学报》 EI CSCD 1999年第1期97-101,共5页
Ｍａｘｗｅｌ方程组是否适用于电磁脉冲在损耗介质中的传播是个有争议的问题，Ｈ．Ｆ．Ｈａｒｍｕｔｈ在他的书中持完全否定的态度。我们从经典的Ｍａｘｗｅｌ方程出发，利用时域有限差分法在二维和三维空间模拟了电和磁阶跃电磁脉冲激... Ｍａｘｗｅｌ方程组是否适用于电磁脉冲在损耗介质中的传播是个有争议的问题，Ｈ．Ｆ．Ｈａｒｍｕｔｈ在他的书中持完全否定的态度。我们从经典的Ｍａｘｗｅｌ方程出发，利用时域有限差分法在二维和三维空间模拟了电和磁阶跃电磁脉冲激励的平面电磁波在损耗介质中的传播，并与Ｈａｒｍｕｔｈ书中所给的算例进行了比较，在极限情况下二者符合得很好。这说明Ｈａｒｍｕｔｈ只是给出了一种电磁脉冲在捐耗介质中传播问题的解题方法，而不能否定Ｍａｘｗｅｌ方程的适用性。 展开更多
关键词 maxwell方程 电磁脉冲 传播 损耗介质
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CO_2泡沫压裂液粘弹性与触变性的表征研究 被引量：12
15
作者 卢拥军 方波 +3 位作者 江体乾 房鼎业 舒玉华 张汝生 《天然气工业》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第7期78-80,共3页
文章针对低效油气藏存在低压、水敏等问题,开发了CO2泡沫压裂液技术。该压裂液以气液两相组成,外相为液态交联瓜尔胶,内相为气态二氧化碳。实验仪器为控制应力流变仪,分析了CO2泡沫压裂液的流变学特性,包括泡沫流体的粘弹性和触变性,并... 文章针对低效油气藏存在低压、水敏等问题,开发了CO2泡沫压裂液技术。该压裂液以气液两相组成,外相为液态交联瓜尔胶,内相为气态二氧化碳。实验仪器为控制应力流变仪,分析了CO2泡沫压裂液的流变学特性,包括泡沫流体的粘弹性和触变性,并采用粘弹-触变性本构方程描述典型的泡沫压裂液流体的触变环,采用广义Maxwell粘弹性本构方程描述泡沫压裂液流体的粘弹性。泡沫压裂液同时具有剪切变稀、粘弹性和触变性, 采用5个参数粘弹触变性本构方程可描述典型的泡沫压裂液流体的触变环,用广义Maxwell粘弹性本构方程可描述泡沫压裂液流体的粘弹性,模型计算值与实验值吻合良好,本构方程具有良好的适应性。 展开更多
关键词 CO2泡沫压裂液 粘弹性 触变性 maxwell 本构方程 表征 流变学特性 二氧化碳 控制应力 实验仪器 泡沫流体 剪切变稀 油气藏 相组成 瓜尔胶 流变仪 实验值 计算值 适应性 广义 水敏
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光子晶体理论应用于光纤布拉格光栅的研究 被引量：11
16
作者 王智 任国斌 +2 位作者 裴丽 娄淑琴 简水生 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第11期1291-1295,共5页
将光纤布拉格光栅近似为一维光子晶体 ,研究光栅的能带结构和光学传输特性。利用平面波展开法对光子晶体进行理论研究 ,将研究方法移植到光纤布拉格光栅上 ,并对其进行数值分析 ,得到光栅的传输特性。研究表明 ,光栅反射谱有多个反射峰 ... 将光纤布拉格光栅近似为一维光子晶体 ,研究光栅的能带结构和光学传输特性。利用平面波展开法对光子晶体进行理论研究 ,将研究方法移植到光纤布拉格光栅上 ,并对其进行数值分析 ,得到光栅的传输特性。研究表明 ,光栅反射谱有多个反射峰 ,峰值中心频率是基频的整数倍 ,而且峰值处存在光子带隙 ,反射峰带宽对应光子带隙宽度 ,中心频率和带宽随光栅长度、高介电常量材料占空比、调制深度而变化。结果与传统的耦合模理论一致。 展开更多
关键词 光子晶体 光纤 布拉格光栅 能带结构 光学传输特性 平面波展开法 光子带隙 麦克斯韦方程 反射谱
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用统一耦合模理论分析含布拉格光栅的对称光纤耦合器的传输特性 被引量：8
17
作者 朱松林 章献民 +1 位作者 池灏 陈抗生 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第8期990-995,共6页
利用由麦克斯韦方程组直接导出的统一耦合模理论分析各种类型的含布拉格光栅的对称光纤耦合器的传输特性。与以前发表的分析方法不同 ,对于含布拉格光栅的耦合区域 ,统一耦合模理论同时考虑了布拉格光栅和耦合器的耦合作用。模拟结果证... 利用由麦克斯韦方程组直接导出的统一耦合模理论分析各种类型的含布拉格光栅的对称光纤耦合器的传输特性。与以前发表的分析方法不同 ,对于含布拉格光栅的耦合区域 ,统一耦合模理论同时考虑了布拉格光栅和耦合器的耦合作用。模拟结果证明它能精确地模拟和解释各种类型的含布拉格光栅的对称光纤耦合器的有关实验现象。 展开更多
关键词 光纤光栅 统一耦合模理论 光纤耦合器 波分复用器 传输特性
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随机相位和随机频率微波加热效应的数值模拟 被引量：7
18
作者 叶君永 黄卡玛 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第12期1576-1580,共5页
　利用时域有限差分法(FDTD)并结合蛙跳技术,通过联合求解Maxwell方程组和热传导方程,模拟了水的微波加热过程,计算了烧杯中的水的温度分布;研究了随机相位和随机频率微波功率源合成时水的加热情况,对比了随机相位和随机频率非相干微波... 　利用时域有限差分法(FDTD)并结合蛙跳技术,通过联合求解Maxwell方程组和热传导方程,模拟了水的微波加热过程,计算了烧杯中的水的温度分布;研究了随机相位和随机频率微波功率源合成时水的加热情况,对比了随机相位和随机频率非相干微波功率源与相干微波功率源作用下水的吸热和温升。计算结果表明,随机相位功率源进行合成时,烧杯中的水温分布更均匀,水所吸收的热量也较相干功率源合成加热时有较大增加;而随机频率功率源进行合成时,加热效果没有明显的变化。 展开更多
关键词 FDTD 蛙跳技术 微波加热 随机相位和随机频率口…… ……^一'
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关于麦克斯韦方程组的讨论 被引量：11
19
作者 陈俊华 《物理与工程》 2002年第4期18-20,共3页
本文讨论了麦克斯韦方程组的来龙去脉、形式和地位 。
关键词 麦克斯韦方程组 电磁场 物理教学 电磁学
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利用场耦合理论研究微波谐振腔 被引量：10
20
作者 李正红 胡克松 +2 位作者 张红 蔡林 崔丽 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第1期99-102,共4页
根据 Maxwell方程 ,微波腔中的实际微波场可以按微波腔的模式展开 ,从而确定微波腔的工作特性 (如 :工作频率、场分布等 ) ,但是实际微波腔的模式很难求解。从 Maxwell方程出发 ,根据微波腔的具体边界 ,将微波腔分成 :规则形状微波腔和... 根据 Maxwell方程 ,微波腔中的实际微波场可以按微波腔的模式展开 ,从而确定微波腔的工作特性 (如 :工作频率、场分布等 ) ,但是实际微波腔的模式很难求解。从 Maxwell方程出发 ,根据微波腔的具体边界 ,将微波腔分成 :规则形状微波腔和非规则部分 ,建立实际微波腔模式同规则形状微波腔模式之间的场耦合方程 。 展开更多
关键词 微波腔 模式 场耦合 圆柱微波腔 微波谐振腔 加速器
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