椭圆谐振腔谐振模式场分布的计算

通过分离变量的方法,利用椭圆谐振腔所满足的边界条件,得到椭圆谐振腔内所有模式的电磁场分布的解析表达式,由此可判断TM_(010)~e模和TM_(111)~e模是椭圆谐振腔的2个最低模式,从而得到这2个模式的场分布的解析表达式.通过数值计算,给出椭圆谐振腔中2个最低谐振模式TM_(010)~e模和TM_(111)~e模在某一横截面的场分布图,这对形象直观地认识椭圆谐振腔中电磁场的分布,把握椭圆谐振腔各式模的特性具有重要的意义,计算结果为椭圆谐振腔的设计提供理论依据.按照同样的方法可计算其他模式的场分布图.     

一种输出无衍射光束的金属环状波导激光器的光场特性

介绍一种输出无衍射光束的金属环状波导激光器,以横向电(TE)模为例详细分析了金属环状波导谐振腔内的电磁场分布,耦合损耗,输出光束近、远场特性.通过几何光学分析了产生无衍射光的原理,计算了无衍射光的相关参数.由衍射积分理论分析和模拟了输出光束的光强分布特性,所得分析结果与几何光学分析是一致的.结果表明,该器件能够输出无衍射光束.     

一种同轴腔微波等离子体反应器的设计及电磁场计算

设计了一种同轴腔微波等离子体反应器,推导了谐振腔内电磁场分布表达式,对谐振腔中的电磁分布进行了数值计算,得到与理论推导结果相对应的场强分布图。同时采用HFSS软件对本文设计的同轴谐振腔等离子体反应器进行电磁场的模拟仿真,优化出谐振腔的最优尺寸和场强分布图。软件模拟与理论推导结果吻合,说明了本方案设计的可靠性。本文设计的谐振腔固有品质因数可达17800,峰值场强高达9.29×103V/(m·W),且分布均匀,微波能量集中,有利于反应气体产生放电。     

圆形槽波导到圆波导结的分析

用有限元法分析了圆形槽波导到圆波导结这一复杂结构的电磁特性．为了避免伪模式的产生,有限元法的基函数采用的是矢量基函数．利用完全匹配层(PML)来解决槽波导无限域结构的截断问题．有限元有限元法法的分析得出了这一波导结中圆形槽波导端口TE11^=0=模和圆波导端口TE11^0模之间的模式散射参数(5参数)随离散频率点和耦合结构尺寸变化的结果,分析结果为圆形槽波导谐振腔或振荡器的设计提供了依据．     

一种同轴腔微波等离子体反应器的设计及电磁场计算

设计了一种同轴腔微波等离子体反应器，推导了谐振腔内电磁场分布表达式，对谐振腔中的电磁分布进行了数值计算，得到与理论推导结果相对应的场强分布图。同时采用HFSS软件对本文设计的同轴谐振腔等离子体反应器进行电磁场的模拟仿真，优化出谐振腔的最优尺寸和场强分布图。软件模拟与理论推导结果吻合，说明了本方案设计的可靠性。本文设计的谐振腔固有品质因数可达17800，峰值场强高达9.29×10³V/(m·W)，且分布均匀，微波能量集中，有利于反应气体产生放电。     

圆柱型谐振腔最大电磁能量耦合方法

利用微波谐振腔的谐振频率随腔内介质不同而变化这一特性可以实现液体、气体介电常数的精确测量,其中微波谐振腔与外波导的能量耦合程度将直接影响整个测试系统的性能和精度.根据电磁波在波导中的传播特性建立微波谐振腔的耦合模型.通过对谐振腔的耦合孔和波导耦合面电磁能量的仿真与分析,选择最佳匹配连接方式,使谐振腔有最大的电磁能量输出.仿真实验证明,连接波导中心与谐振腔耦合孔中心重合处不是电磁能量最大耦合位置,只有连接波导中心偏离谐振器耦合孔中心一定位置才能得到电磁能量的最大耦合.     

一种新型多层八分之一模基片集成波导滤波器小型化研究

为进一步解决基片集成波导滤波器小型化问题,提出并设计了一种新型多层八分之一模基片集成波导(eighth-mode substrate integrated waveguide,EMSIW)滤波器。利用高频电磁仿真软件Ansoft-HFSS建立滤波器模型并进行仿真,仿真结果表明其性能较好,相对带宽为23.6%,尺寸相较于原始谐振腔减小了87.5%,较好地实现了基片集成波导滤波器的小型化。     

电磁波在填充非线性左手介质平板波导中的传播

对填充非线性左手介质理想导体平板波导中横电波(TE波)进行了理论分析,得到其电磁场分布和色散方程.通过数值计算,给出了部分TE波低次模的色散关系曲线.结果表明,当电磁波频率为4～6GHz时,介质的电容率和磁导率都为负;电磁波在此种波导中的各次模的色散程度随电磁波频率的增大而近似线性增大;在板间距离相同时,低次模的色散比高次模的色散大;随着板间距离的增大,电磁波在波导中的相速度线性增大;当电磁波的频率一定时,波导的色散程度随波导两板间距离增大而线性增大.     

Metal-LHM-Metal三层对称平板波导的传输特性研究

在TE极化情况下,对芯层为左手材料,衬底层和覆盖层均为金属的对称平板波导（Metal—LHM—Metal）的传输特性进行研究．利用传输矩阵推导其导波条件,并采用图解法对其不同的传播模式和相应的电场分布进行分析．Metal—LHM—Metal波导结构不存在基模,支持导波同时也存在表面波,阶数m对电场分布有显著影响．     

电磁能量的传输

在稳恒电流、暂态过程等情形下由于电磁场的分布完全由电荷和电流的分布所决定,因而解电路方程即可计算传输的电磁能量,往往使人误以电磁能量是在导体内通过电流传输的。本文试图深入浅出地,解释电磁能量在电磁场中传输的实质。     

计算机模拟带电粒子在电磁场中的运动

利用MATLAB编程模拟带电粒子在不同种类电磁场中的运动情况,通过形象化的场图等辅助手段帮助学习者理解和掌握电磁场的规律,并给出了用MATLAB开发动画的设计思路以及MATLAB程序。     

电磁连铸复合式结晶器内电磁场的数值模拟

通过简化条件下的理论推导和实验测试分别对交变磁场和静磁场计算方法进行了验证,在此基础上对电磁连铸复合式结晶器内的磁场进行计算,并分析了有无结晶器条件下两种磁场的相互影响·分析结果表明,该项技术是可行的     

有限差分方法的MATLAB编程

实践中应用的电磁场，其场域的边界大多数比较复杂，使解析法难以应用，虽然有些电磁问题经简化后能解析求解，但解的精度往往难以达到实践应用的要求。因此．数值计算电磁场问题成了一项重要的工作。本用MATLAB软件编程计算二维场．方便简便并可画出图形，更直观地反映二维场的性质。     

电磁场的能量和动量

通过分析匀强磁场中平行板电容器内导体棒的运动，把电磁场的能量和动量这两个较为抽象的概念具体化．运用这一简单的模型分析并论证了电磁场具有能量和动量，且可与机械动能和动量相互转换，在转换过程中遵循守恒定律。     

应用于微波电磁场FDTD数值模拟的吸收边界条件

在应用FDTD方法模拟复杂空间中微波电磁场分布时,不仅要考虑入射电磁波的贡献,还要考虑反射电磁波的影响。对于后者,一般常采用吸收边界条件的方法予以处理。针对TEM电磁波的传播特点,推导出了一种新的吸收边界条件的表达式,并利用其对微波法金刚石膜沉积系统沉积室中电磁场的分布进行了数值模拟。     

基于超材料局域场增强效应的能量转换超表面设计研究

设计了一种能将电磁能转化为局域温度场的超材料结构。超材料的局域电场增强效应可以产生强电场并激发电磁能-热能转换。电磁波能量通过无线方式耦合到超材料表面,因此可以实现无线能量的收集。实验表明,合理的结构设计可以有效地把空间电池波以热能的形式局域于空间有限体积内。在7 W的入射电磁波下,局域温度场增强达到的最高温度为201℃。通过与热电材料Bi2Te3组合设计出了将电磁波能量转化为电能的能量收集装置。7 W电磁波照射下实验测量单个结构单元的输出电压为高达 27 mV。     

射频场感应的传导骚扰抗扰度试验辐射场研究

针对射频场感应的传导骚扰抗扰度试验中存在的电磁辐射问题,以电能表作为受试设备,利用场强仪和频谱分析仅对电磁脉冲辐射场进行了试验研究。试验结果表明,射频传导试验中的辐射场具有很大的场强,在电能表附近住置,可以达到90V／m。有比较宽的频谱,主要分布在几十至几百MHz之间。     

多场耦合下的粉末成形固结理论及关键技术

为了探索高致密、高性能、高精度、短流程和低成本的粉末成形固结技术,分别对温度场与应力场和电磁场、温度场与应力场等不同场耦合下的粉末成形固结理论及关键技术进行了研究.利用研制出的侧压力直接动态测量装置,揭示了温度场与应力场耦合作用下的铁基粉末致密化机理,并在此基础上,实现了对温度场与应力场耦合下的粉末成形过程的数值模拟,确立了温度场与应力场耦合下铁基粉末的成形固结工艺.同时,研制出了一套电场、磁场、温度场与应力场多场耦合的粉末成形固结设备,确立了铁基、WC基等粉末在多场耦合作用下的成形与烧结工艺,揭示了多场耦合成形的烧结机理,实现了对电磁场、应力场耦合下的温度场的数值模拟.     

电磁刺激对成骨样细胞UMR-106 DNA合成的作用

为了从细胞水平研究低频电磁场影响成骨样细胞增殖的有效物理参数 ,并为其作用机制的解释提供依据 ,论文就几种类型电磁场对成骨样细胞 UMR- 10 6DNA合成的作用进行了一系列实验 ,通过 3 H-脱氧胸苷掺入检测 DNA合成的改变 ,发现特定频率、场强 (或磁感应强度 )组合的电磁场 (脉宽 0 .2 m s,10 V/cm,12 5 Hz附近的脉冲电场 ;1V/cm,10 Hz附近的交变电场 ;0 .5 m T,5 Hz附近的交变磁场 )能促进细胞 DNA合成水平显著提高 ,表明刺激骨细胞生长的电磁场无需复杂的波形。场强对 DNA合成有重要作用 ,只有在合适的场强范围内 ,一定频率的电磁场对细胞才有刺激作用。交变磁场所诱导的电场很微弱 ,表明磁场不只是通过诱导电场发挥作用的 ,研究磁场对细胞的作用应考虑包括磁场直接作用等全部可能的机制。     

基于FDTD方法的电磁场均匀性研究

针对激励源的不同位置以及数量,用三维FDTD（时域有限差分）方法对矩形谐振腔内电磁场分布进行了模拟。本文采用余弦调制的高斯脉冲激励源,考虑了FDTD方法的Courant稳定性条件,以及空间离散间隔所产生的数值色散等情况。研究了不同情况下观察平面电磁场的均值、方差、能量衰减系数随迭代时间的变化,并引入了变异系数（COV）来评价电磁场分布的均匀性。研究表明：在腔体内部能量达到稳定状态后,单平面多馈口对电磁场的均匀性有较好改善作用。