雷达吸波材料对斜入射电磁波的反射

从电磁场理论出发导出了电磁波斜入射时多层ＲＡＭ的反射系数公式;讨论了所导出公式与其他反射系数公式的关系;通过数值计算分析了电磁波的入射角、极化状态等对反射特性的影响．     

一类渐变介质的反射系数

一、引言研究波自渐变介质的反射无论在电磁波传播问题中或是水声传播问题中均具有很重要的意义。在电磁波传播中,电离层及对流层常常可以视为渐变介质。在水声传播问题中,海水本身是渐变介质,而海底介质有时也近似是渐变介质。此外,某些消波结构系统(例如电磁波中的涂层,声波中的尖劈)也可作为渐变吸收层来处理。因此,研究波自渐变介质的反射具有理论上和实用上的意义。在这方面前人已经作过许多重要的工作(例如文[5]中所引的工作)。在声学问题中,过去主要是讨论声速分层变化的介质的反射。最近,在文[6]中讨论了声速与密度同时为分层变化的反射问题。在本文中我们根据文[6]中的方法讨论了一类渐变介质的反射系数,渐变层中的声速与密度均为指数变化形式(介质情况如图1),导出了反射系数的表示式,对某些特殊情况作了分析,对垂直入射情况作了数值计算,并且与W.K.B.近似结果进行了比较。     

雷达吸波材料对斜入射电磁波的反射

从电磁场理论出发导邮了电磁波斜入射时多层ＲＡＭ的反射系数公式;讨论了所导出公式与其他反射系数公式的关系;通过数值计算分析了电磁波的入射角、极化状态等对反射特性的影响。     

垂直发育裂隙介质中PP波扰动法近似反射系数研究

为了实现裂隙介质中的地震AVO(amplitude variation with offset)反演,基于Christoffel方程和边界条件,推导了EDA介质中PP波、PS1波、PS2波精确反射系数表达式,并采用扰动法推导了极端弱各向异性介质中PP波的近似反射系数,通过弹性系数简化得到HTI、裂隙EDA介质中PP波的近似反射系数。模型计算结果表明:在弱各向异性条件下,HTI(horizontal transverse isotropy)介质中地震波的近似反射系数公式计算精度较高,相对误差在4%以内;当裂隙介质在弱各向异性(各向异性系数0.1)的情况下,当入射角在40°以内时,PP波近似反射系数与精确反射系数的绝对误差在10~(-4)以内,相对误差小于4%,但随着入射角的加大其计算误差有所增加。对各向异性较强烈(各向异性系数达到0.2)的裂隙介质,当入射角相对较小时(小于45°时),裂隙介质中PP波近似反射系数计算式对于强各向异性的介质仍然成立。通过对反射系数的近似研究,可以将裂隙介质中反射系数的非线性问题转为线性问题,进而利用这些特性进行参数反演,有利于提高反演速度。     

均匀平面电磁波在良导体分界面的斜入射研究

基于均匀平面电磁波以任意角度入射到理想介质时的反射系数、透射系数,导出了分界面为介质与良导体时,反射波场强、透射波场强及反射系数、透射系数和相位移的表达式,讨论了在特殊入射角时反射系数、透射系数和相位移的特点,分析了以任意入射角入射到良导体分界面上时反射系数和相位移的变化规律.     

各向异性介质中P波反射系数

分析了横向各向同性和方位各向异性介质的成因及其本构关系。由此讨论弹性波在这两种各向异性介质中的传播特点,并提出了表征各向异性程度的广义各向异性参数,这些参数既可表征横向各向同性介质的各向异性,也可表征方位各向异性介质的各向异性。讨论了两种各向异性介质中存在水平界面时的反射系数,并将横向各向同性介质中的反射系数公式推广到方位各向异性主轴上。根据算例修正了近似式,着重讨论和分析了这两种各向异性介质中的地震波反射振幅与炮检距的关系（ａｍｐｌｉｔｕｄｅｖｅｒｓｕｓｏｆｓｅｔ,ＡＶＯ）以及对实际勘探的影响和指导意义。     

运动多层介质中电磁波传播特征及其场量的变换关系

利用Lorentz变换矩阵和运动各向同性均匀介质电磁场量间的关系,导出多层介质沿任意方向运动时,在静止参考系中其电磁波传播特征,分析多层介质内的电磁场量变换关系,给出传播能流密度,并对推导结果分情况进行了详细讨论.     

反对称介质-金属结构中的表面等离激元

利用反对称半无限介质-金属结构实现了表面等离激元的高反射率。计算了反对称半无限金属-介质结构中正入射和斜入射表面等离激元的反射和透射。限制介质的厚度, 将电磁场表示成各离散本征模式的叠加, 根据边界条件得到反射系数和透射系数矩阵。 介质厚度趋于无穷时, 得到反对称半无限介质-金属结构中表面等离激元反射系数和透射系数的近似解析表达式, 计算结果与数值解相吻合。最后分析了斜入射表面等离激元的反射率和透射率与入射角的关系。     

含单轴媒质和多层金属栅的多层介质结构电磁散射分析

应用有限元法结合Floquet定理分析含单轴媒质和多层金属栅周期性结构的多层有耗介质结构的电磁散射特性.首先对单层单轴媒质和带有单层金属栅的介质平板的反射系数进行了计算,数值结果与文献报道结果一致,验证了理论模型与计算程序的正确性.在此基础上,计算了含单轴媒质和三层金属栅结构的多层介质平板的散射参数.数值结果表明,该方法可有效地分析含单轴媒质的多层介质中任意形状周期结构的散射特性.     

电磁介质层低反射研究

对于电磁参数不一致的非均匀电磁波吸收层,导出了波动方程及层表面无反射的条件,确立了这种吸收层的电磁参数分布,给出了有金属衬底的吸波介质层的反射系数,研究了其频率特性．     

给定厚度RAM涂层材料参数优化

本文从涂层金属表面反射系数表达式入手，探讨了给定吸波涂层厚度时，雷达吸波材料（ＲＡＭ）电参数与涂层表面反射系数间的内在联系，导出反射系数取极限值时涂层材料参数所满足的非线性方程组。以数值分析为手段，利用上述关系实现了给定厚度涂层材料电参数的优化。     

Optimization of Surface Plasmon Resonance Sensor Based on Multilayer Film Structure

A prism-excited multilayer film Surface Plasmon Resonance(SPR) sensing structure of graphene-silver-graphenemeasured mediums is proposed to solve the unstablility and oxidization problem of metallic silver films for SPR sensors. By adding a graphene layer, the poor stability and the oxidization problem of silver film are solved. The electromagnetic field and reflection mechanism of the multilayer film structure are theoretically analyzed. The characteristics of the different metal materials for SPR, the distinct silver film thickness, and different graphene layers are studied through experiments to optimize the sensor design. Compared with the gold film sensor, the sensitivity of the multilayer film sensor with graphene layer is improved. The designed SPR sensor is used to detect a sucrose solution with a concentration of 0%-64%, and its refractive index is 1.33 to 1.45, linear correlation coefficient is 0.998 4. Good resonance effect and sensing characteristics are thus obtained.     

金属-介质多层膜的光学特性

分析了层结构对含极薄金属膜的金属－介质多层膜光学特性的影响，以及金属膜的光学常数及复合膜的光学特性与膜厚的关系．当金属膜为岛状膜时，多层膜的红外反射特性与岛状膜的几何参数有关，计算所得反射率与实验结果一致     

驻波管中介质板复透射系数的修正计算方法

为提高驻波管中复反射、复透射系数测试精度,基于驻波管中四传感器法,分析了透射管内透射反射波对测试精度的影响,推导出经修正的单层和多层介质板的复反射、复透射系数计算公式.通过对有机玻璃的测试,比较了透射管开口末端和吸声末端对测量结果的影响;通过对海绵与人造革复合结构的测试,比较了声波正、反向入射对复透射系数的影响.实验结果表明,修正公式能够提高驻波管中单层或多层介质板的复反射、复透射系数测试精度,降低对透射管末端吸声性能的要求.对多层均匀介质板,正、反两方向上的正入射复透射系数相同.     

基于AVO效应的薄层预测方法研究

通过地震波波峰和波谷间的距离预测薄层厚度,其垂直分辨率是1/8波长。本文为利用地震资料对更薄地层厚度进行预测,设计反射系数相同和相反的两种楔形模型。同时设计多个厚度不同的CDP道集,利用地层反射系数随炮检距的变化而变化的特点在CDP道集上分辨薄层。通过S变换时频分析方法提取CDP道集的单频剖面,扫描单频剖面的极值点,利用极值点间的垂直距离来预测薄层厚度。通过模型试验表明这种算法对1/16波长厚度的薄层预测效果依然准确,说明这种方法是有效的。     

多层介质中平面电磁波传播特征

为了解多层介质中平面波传播特征,首先借助多层介质中任意介质层内电磁波的场方程以及电磁场的边界条件,推导出多层介质的反射系数和透射系数.然后选取任意相邻3层介质,模拟出各层中电磁波的行波,由此总结出其中电磁波传播特征.最后选取相邻3层介质,分别模拟出四分之一波长匹配层和半波长介质窗,观察到其主要特征.模拟结果能极大地帮助认识多层介质中平面波传播特征,从而更好地对其加以利用.     

斜入射时网格法在吸波材料吸波机理研究中的应用

通过平面波反射系数公式和传输线理论,给出了电磁波斜入射时单层吸波材料反射系数公式,利用网格法对材料的电磁参数、厚度、频率与总后向反射率的关系,进行了分组讨论与匹配设计,指出低频段材料的外形设计应该根据不同频率点的强吸收特点采取厚度渐变式.     

关于各向异性倾斜地层AVO特征提取的方法改进

推导中间界面为倾斜界面时, 上覆层为均匀各向同性介质、下伏层为横向各向同性介质(HTI介质)的双层模型中倾斜界面处地震波入射角与炮检距的关系。基于Ruger提出的存在水平界面时均匀各向同性介质下面存在横向各向同性介质(HTI介质)的反射系数表达式, 反演地层的弹性参数。通过将反演结果与前人结果进行对比, 检验了新方法的正确性以及算法的优越性。