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等离子体散射FDTD分析的移位算子方法 被引量:44
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作者 葛德彪 吴跃丽 朱湘琴 《电波科学学报》 EI CSCD 2003年第4期359-362,399,共5页
色散介质的介电系数是频率的函数,使本构关系在时域成为卷积关系,这就给应用FDTD方法计算色散介质中波的散射和传播带来困难。文中把色散介质的相对个电系数写成以jω为自变量的有理分式函数,用/t代替jω,过渡到时域,再引入离散时域移... 色散介质的介电系数是频率的函数,使本构关系在时域成为卷积关系,这就给应用FDTD方法计算色散介质中波的散射和传播带来困难。文中把色散介质的相对个电系数写成以jω为自变量的有理分式函数,用/t代替jω,过渡到时域,再引入离散时域移位算子代替时间微分算子来处理有理分式函数形式的介电系数,进而导出FDTD中电位移矢量D和电场强度E之间的关系。所得结果与Z变换理论的梯形近似结果一致,但与Z变换理论相比较,移位算子方法推导简单,概念简明。文中用移位算子结合FDTD方法分别计算一维等离子体平板的反射系数和二维等离子体柱的远场散射。所得结果与用Z变换理论结合FDTD方法计算的结果相符合。 展开更多
关键词 色散介质 FDTD 介电系数 移位算子 等离子体 远场散射
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网络并行FDTD方法分析电大目标电磁散射 被引量:24
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作者 闫玉波 葛宁 +2 位作者 郑美艳 葛德彪 田春明 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第6期821-824,共4页
本文应用基于消息传递 (MessagePassing)模式的网络并行计算系统来实现并行FDTD方法 .通过区域分割技术将FDTD计算区域分割成多个子域进行分别计算 ,各个子区域在边界处与其相邻的子区域进行切向场值的数据交换以使整个迭代进行下去 ,... 本文应用基于消息传递 (MessagePassing)模式的网络并行计算系统来实现并行FDTD方法 .通过区域分割技术将FDTD计算区域分割成多个子域进行分别计算 ,各个子区域在边界处与其相邻的子区域进行切向场值的数据交换以使整个迭代进行下去 ,从而实现FDTD并行计算 .我们采用PVM并行平台来实现并行FDTD算法 .计算结果表明了本方法的正确性和有效性 . 展开更多
关键词 网络并行计算 FDTD方法 区域分割技术 电磁散射
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一种处理色散介质问题的通用时域有限差分方法 被引量:29
3
作者 魏兵 葛德彪 王飞 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2008年第10期6290-6297,共8页
色散介质的介电系数是频率的函数,使本构关系在时域成为卷积关系.这就给用时域有限差分方法计算色散介质中波的散射和传播带来了困难.现有算法往往要针对不同色散介质模型推导相应的递推公式,算法的通用性较差.本文完善和发展了移位算子... 色散介质的介电系数是频率的函数,使本构关系在时域成为卷积关系.这就给用时域有限差分方法计算色散介质中波的散射和传播带来了困难.现有算法往往要针对不同色散介质模型推导相应的递推公式,算法的通用性较差.本文完善和发展了移位算子-时域有限差分方法,使之成为一种处理色散介质电磁问题的通用方法.首先,证明了常见的三种色散介质模型(德拜模型、洛伦兹模型和德鲁模型)的介电系数均可以写成适于移位算子法计算的有理分式函数形式.然后,用/t代替jω,过渡到时域,再引入时域移位算子zt代替时间微分算子来处理有理分式函数形式的介电系数,给出离散时域本构关系的表示式,进而导出时域有限差分方法当中电位移矢量和电场强度之间的关系.最后,计算了几种色散介质的电磁散射,数值结果表明了本文方法和程序的通用性和正确有效性. 展开更多
关键词 时域有限差分方法 色散介质 移位算子
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超宽带TEM天线的数值模拟 被引量:27
4
作者 王建国 田春明 +1 位作者 刘小龙 葛德彪 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第4期493-497,共5页
用数值方法研究了超宽带电磁脉冲源经同轴型传输线输出到 TEM天线上的发射问题。 TEM喇叭天线的前端是平行板传输线。用时域有限差分方法模拟了超宽带电磁脉冲在平行板传输线和 TEM波喇叭中的传输 ,给出了天线的输入阻抗和电压驻波比随... 用数值方法研究了超宽带电磁脉冲源经同轴型传输线输出到 TEM天线上的发射问题。 TEM喇叭天线的前端是平行板传输线。用时域有限差分方法模拟了超宽带电磁脉冲在平行板传输线和 TEM波喇叭中的传输 ,给出了天线的输入阻抗和电压驻波比随频率的变化关系、天线的辐射场分布以及天线辐射的能量方向图等。 展开更多
关键词 超宽带TEM天线 输入阻抗 时域有限差分 方向图 数值模拟 目标识别
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熔石英表面划痕附近电磁场分布模拟分析 被引量:24
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作者 王毅 许乔 +2 位作者 柴立群 陈宁 朱湘琴 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第1期67-70,共4页
亚表面缺陷是造成固体激光器光学器件损伤阈值过低的重要原因,而表面划痕是缺陷中重要的 一种。使用时域有限差分方法(FDTD)模拟了熔石英表面圆柱形、三角形划痕对激光电磁场的调制作用,绘出 了2维电磁场强度分布图,计算出划痕... 亚表面缺陷是造成固体激光器光学器件损伤阈值过低的重要原因,而表面划痕是缺陷中重要的 一种。使用时域有限差分方法(FDTD)模拟了熔石英表面圆柱形、三角形划痕对激光电磁场的调制作用,绘出 了2维电磁场强度分布图,计算出划痕尺寸不同时电磁场的最大强度。数值计算结果表明,尺寸为二倍波长的 划痕可以获得最大的电磁场强度,此时容易导致自聚焦;亚波长级和足够大尺寸的划痕作用基本可以忽略。一 定尺寸的划痕,深度越大,最大场强也越大,但当划痕过深时最大场强反而会降低。 展开更多
关键词 激光损伤 亚表面缺陷 时域有限差分方法 电磁场分布
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广义传播矩阵法分析分层各向异性材料对电磁波的反射与透射 被引量:22
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作者 郑宏兴 葛德彪 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2000年第9期1702-1706,共5页
在实验室坐标系下由Maxwell旋度方程出发构造了横向场的状态矢量和耦合矩阵 ,讨论了各向异性介质中的特征波 .通过引入横向场的传播矩阵 ,进而得到分层各向异性介质的反射系数和透射系数的解析表达式 .该式可以适用于一般情况 ,包括分... 在实验室坐标系下由Maxwell旋度方程出发构造了横向场的状态矢量和耦合矩阵 ,讨论了各向异性介质中的特征波 .通过引入横向场的传播矩阵 ,进而得到分层各向异性介质的反射系数和透射系数的解析表达式 .该式可以适用于一般情况 ,包括分层单轴各向异性材料和回旋介质 ,以及半空间各向异性介质的反射和透射问题 . 展开更多
关键词 广义传播矩阵 各向异性介质 反射 透射 电磁波
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连续激光二极管抽运的调Q高重复率Nd:YAG激光器研究 被引量:22
7
作者 王石语 过振 +2 位作者 文建国 蔡德芳 陈梁 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2000年第11期1467-1472,共6页
报道了由 15W连续激光二极管端面抽运的 Nd:YAG激光器 ,自由运转时输出功率达到4 .5W,斜效率达到 4 4 % ,声光调 Q的重复率由 3~ 65k Hz可变。 10 k Hz时 ,峰值功率达到2 8k W,脉宽 8ns。还分析了激光二极管抽运的声光调 Q高重复率激... 报道了由 15W连续激光二极管端面抽运的 Nd:YAG激光器 ,自由运转时输出功率达到4 .5W,斜效率达到 4 4 % ,声光调 Q的重复率由 3~ 65k Hz可变。 10 k Hz时 ,峰值功率达到2 8k W,脉宽 8ns。还分析了激光二极管抽运的声光调 Q高重复率激光器设计中的几个重要因素。从理论上分析了不同频率时激光单脉冲能量。 展开更多
关键词 激光二极管抽运 调Q开关 高重复率
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任意姿态机载PD雷达三维地杂波算法研究 被引量:17
8
作者 康士峰 罗贤云 +1 位作者 葛德彪 张忠治 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2000年第3期21-24,共4页
地海面杂波特性对主要采用下视工作方式的机载脉冲多普勒 (PD)雷达具有十分重要的影响 .本文在具体分析PD雷达工作体制的基础上 ,详细研究了载机处于任意飞行姿态下 ,利用三维数字地形高程图和对应地物散射特征分类 ,模拟产生多频段多... 地海面杂波特性对主要采用下视工作方式的机载脉冲多普勒 (PD)雷达具有十分重要的影响 .本文在具体分析PD雷达工作体制的基础上 ,详细研究了载机处于任意飞行姿态下 ,利用三维数字地形高程图和对应地物散射特征分类 ,模拟产生多频段多极化雷达距离 多普勒杂波图的方法 . 展开更多
关键词 杂波 机载PD雷达 算法
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椭球粒子电磁散射的边界条件的讨论 被引量:17
9
作者 韩一平 吴振森 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2000年第1期57-60,共4页
纠正了Shoji Asano 在处理椭球介质粒子电磁散射问题的边界条件中的几个错误。
关键词 椭球粒子 电磁散射 边界条件
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双向反射分布函数模型参量的优化及计算 被引量:17
10
作者 李铁 阎炜 吴振森 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第7期769-773,共5页
从涂层材料双向反射分布函数的参量理论出发 ,通过参量迭代和优化 ,建立了几种典型漆层样片双向反射分布函数的参量模型。其参量优化计算结果和实验测量结果吻合得很好。该方法描述的粗糙表面双向反射分布函数形式简洁 。
关键词 模型参量 计算 双向反射分布函数 粗糙面散射 优化理论 迭代法 微扰法 物理光学法
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冰水混合云对可见光的吸收和散射特性 被引量:21
11
作者 孙贤明 韩一平 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2006年第2期682-687,共6页
根据Mie理论,分别计算了由纯水、纯冰和冰-水同心球形粒子构成的云层在可见光波段的单次散射特性.根据辐射传输理论,利用叠加法数值计算了这三种不同构成的云层的反射函数,以及它们的平面反照率、透过率和吸收率.结果表明,冰云和冰_水... 根据Mie理论,分别计算了由纯水、纯冰和冰-水同心球形粒子构成的云层在可见光波段的单次散射特性.根据辐射传输理论,利用叠加法数值计算了这三种不同构成的云层的反射函数,以及它们的平面反照率、透过率和吸收率.结果表明,冰云和冰_水云的反射函数和平面反照率在大部分散射角下要略小于水云,而透过率却比水云的大.通过具体的数值计算结果和理论分析,研究了水云的异常吸收现象. 展开更多
关键词 冰-水粒子 MIE理论 叠加法 光散射
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BSTO电光材料及其制备 被引量:12
12
作者 惠春 陈寿田 +1 位作者 徐爱兰 徐毓龙 《压电与声光》 CAS CSCD 北大核心 1999年第6期465-470,共6页
用BSTO电光材料制作的电光移相器与铁氧体移相器相比,具有非常好的性能,它以高的功率、高的相移速度、低的插入损耗、低的驱动功率、充分宽的工作温度范围以及低的成本,受到相控阵天线技术的关注。文章介绍了BSTO材料及其制... 用BSTO电光材料制作的电光移相器与铁氧体移相器相比,具有非常好的性能,它以高的功率、高的相移速度、低的插入损耗、低的驱动功率、充分宽的工作温度范围以及低的成本,受到相控阵天线技术的关注。文章介绍了BSTO材料及其制备方法,简要概述了这种材料研究的进展,讨论了BSTO电光材料化学组成、工艺制备技术和非铁电相对BSTO电光材料性能的影响,最后提出了发展该材料的方向。 展开更多
关键词 钛酸锶钡 电光相移器 电光材料
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高斯光束在光伏光折变晶体中的孤波演化 被引量:19
13
作者 张都应 刘劲松 梁昌洪 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第6期647-651,共5页
研究了外加电场对高斯光束在光伏光折变晶体中传播特性的影响。结果表明 ,对于给定的高斯光束和光伏光折变晶体 ,在某些外加电场下 ,该光束能演化成稳定的屏蔽光伏空间明孤子。在另一些外加电场下 ,高斯光束在传播过程中则呈现出周期性... 研究了外加电场对高斯光束在光伏光折变晶体中传播特性的影响。结果表明 ,对于给定的高斯光束和光伏光折变晶体 ,在某些外加电场下 ,该光束能演化成稳定的屏蔽光伏空间明孤子。在另一些外加电场下 ,高斯光束在传播过程中则呈现出周期性的压缩和膨胀现象。外加电场的强度和极性对稳态屏蔽光伏明孤子的空间波形有显著的影响。相比之下 ,极性的影响更大。 展开更多
关键词 高斯光束 光伏光折变晶体 屏蔽光伏明孤子 演化
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非球形大气粒子对任意波束的电磁散射特性 被引量:20
14
作者 韩一平 杜云刚 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第4期630-633,共4页
研究大气中变形球状的气象粒子对电磁波以及激光的散射特性,采用广义米氏(Mie)理论,精确地求解在任意波束中大气粒子的散射强度,数值计算激光束腰位置对散射强度分布的影响,分析彩虹强度和散射角与变形球状粒子偏心率的关系,研究随着长... 研究大气中变形球状的气象粒子对电磁波以及激光的散射特性,采用广义米氏(Mie)理论,精确地求解在任意波束中大气粒子的散射强度,数值计算激光束腰位置对散射强度分布的影响,分析彩虹强度和散射角与变形球状粒子偏心率的关系,研究随着长短轴比例增加,彩虹强度峰值的偏移。计算结果表明雨滴在下降过程中,它在各个方向的光散射强度逐步减弱,即随着雨滴偏心率的增大,散射强度减少,彩虹角变大。对于激光入射,当粒子距离波束中心位置越远,粒子的散射就越弱,并且随尺寸参量增加,后向散射振荡的频率要大于前向散射,当束腰位置矢径的大小增加时,后向散射和前向散射强度均变小。 展开更多
关键词 物理光学 电磁散射 米氏理论 波束
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一种新的FDTD入射场设置方法 被引量:12
15
作者 葛德彪 石守元 朱之伟 《微波学报》 CSCD 北大核心 1995年第3期187-190,共4页
本文提出了一种新的入射场设置方法.采用一维FDTD算法来模拟入射波.所得结果与通常的入射场解析表达式的结果比较表明,采用一维FDTD算法引入的入射波在总场区分布均匀,在散射场区泄漏小.
关键词 电磁散射 时域有限差分法 入射波离散
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纳米晶钛酸钡粉体制备及陶瓷烧结性能的研究 被引量:12
16
作者 李青莲 陈维 +1 位作者 陈寿田 惠春 《压电与声光》 CAS CSCD 北大核心 2000年第1期37-39,共3页
采用硬脂酸钡和钛酸丁酯为原料的凝胶方法制备了纳米晶钛酸钡粉。XRD分析表明晶体为立方相钙钛矿结构,扫描电镜图像显示一次粒子粒径约20nm。纳米粉体烧结温度比普通微米粉体烧结温度低,陶瓷显微结构分析表明在陶瓷中晶粒仍保... 采用硬脂酸钡和钛酸丁酯为原料的凝胶方法制备了纳米晶钛酸钡粉。XRD分析表明晶体为立方相钙钛矿结构,扫描电镜图像显示一次粒子粒径约20nm。纳米粉体烧结温度比普通微米粉体烧结温度低,陶瓷显微结构分析表明在陶瓷中晶粒仍保持纳米尺寸,约为100nm。所得材料具有良好的热稳定性,在1190~1280℃的烧结温度范围内,陶瓷体内晶粒无明显长大,且始终维持在纳米尺寸。 展开更多
关键词 钛酸钡 纳米晶体 陶瓷 烧结性能
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任意形状粗糙物体的激光后向散射 被引量:16
17
作者 吴振森 《电子科学学刊》 CSCD 1993年第4期359-366,共8页
本文研究具有粗糙表面凸形物体的光频后向散射。由几何光学——基尔霍夫近似,获得相干后向散射截面和非相干后向散射截面理论计算公式。以粗糙球和粗糙椭球为例分析了物体几何参数,介电常数和粗糙表面统计参数对红外激光后向散射截面的... 本文研究具有粗糙表面凸形物体的光频后向散射。由几何光学——基尔霍夫近似,获得相干后向散射截面和非相干后向散射截面理论计算公式。以粗糙球和粗糙椭球为例分析了物体几何参数,介电常数和粗糙表面统计参数对红外激光后向散射截面的影响。 展开更多
关键词 红外激光 激光雷达 粗糙度 散射面
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基于半解析递归卷积的通用色散介质FDTD方法 被引量:15
18
作者 张玉强 葛德彪 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2009年第7期4573-4578,共6页
基于数字信号处理中的半解析递归卷积(SARC)算法,提出了一种用于色散介质电磁特性分析的半解析递归卷积时域有限差分方法(SARC FDTD).该方法既保持了FDTD方法处理复杂目标的灵活性,又吸取了线性系统SARC算法的绝对稳定性和高精度、低内... 基于数字信号处理中的半解析递归卷积(SARC)算法,提出了一种用于色散介质电磁特性分析的半解析递归卷积时域有限差分方法(SARC FDTD).该方法既保持了FDTD方法处理复杂目标的灵活性,又吸取了线性系统SARC算法的绝对稳定性和高精度、低内存、高效率等优点,只需给出色散介质模型的极点和对应系数,即可运用SARC FDTD递推公式和通用程序进行计算,具有较好的通用性.通过Debye,Drude和Lorentz三种常用色散介质模型对算法进行了验证. 展开更多
关键词 时域有限差分 色散介质 半解析递归卷积
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射线追踪技术在城市环境场强预测计算中的应用 被引量:17
19
作者 李超峰 焦培南 聂文强 《电波科学学报》 EI CSCD 北大核心 2005年第5期660-665,共6页
为了计算在城市环境的基站服务区场强分布,使用的传播模型是“混合预测算法”,仿真计算是应用射线追踪技术来实现。应用射线追踪技术考虑了多面体模型中“阴影测试法”、多面体面模型及其电特性、射线追踪可视化技术等。最后给出了一个... 为了计算在城市环境的基站服务区场强分布,使用的传播模型是“混合预测算法”,仿真计算是应用射线追踪技术来实现。应用射线追踪技术考虑了多面体模型中“阴影测试法”、多面体面模型及其电特性、射线追踪可视化技术等。最后给出了一个实例说明本方案的可用性。 展开更多
关键词 射线追踪 场强预测 城市环境 仿真计算 VHF/UHF
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利用射线追踪研究电离层扰动 被引量:18
20
作者 柳文 焦培南 +1 位作者 王俊江 张杭伟 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2005年第3期465-470,共6页
基于返回散射探测的电离层扰动电离图,本文建立了一个新的对称的准余弦电离层扰动数学模型.基于这种模型,利用HF射线追踪技术合成了HF电离层返回散射电离图,并利用迭代的技术拟合了高频返回散射设备探测的电离层扰动电离图的Pmin-f曲线(... 基于返回散射探测的电离层扰动电离图,本文建立了一个新的对称的准余弦电离层扰动数学模型.基于这种模型,利用HF射线追踪技术合成了HF电离层返回散射电离图,并利用迭代的技术拟合了高频返回散射设备探测的电离层扰动电离图的Pmin-f曲线(Pmin为最小时延,f为工作频率) ,从而推断了沿探测路径电离层扰动区域的位置及大小,扰动的临界频率波动的幅度.最后基于这种电离层扰动模型,利用射线追踪技术描述了不同电离层扰动参数下的电波传播情况,研究了其天波传播的跳距、覆盖区域的大小及射线“俘获”等. 展开更多
关键词 电离层扰动 高频返回散射探测 射线追踪 电离图
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