文档介绍：西安电子科技大学
硕士学位论文
太赫兹波传输特性的FDTD方法研究
姓名:丁斌
申请学位级别:硕士
专业:无线电物理
指导教师:张民
20090101
摘要本文利用时域有限差分方法研究太赫兹波的传输特性。主要内容包括:给出了时域的表面阻抗边界条件,并把它引入到方法中代替直接在有耗介质中的建模,减少了计算空间网格数,节省了计算时间和内存需求,把ㄔ谟泻拿街手械拇涞刃0肟占湮侍猓捎肧狥椒ㄑ芯苛薚波在有耗介质界面的反射特性,考虑了介质电磁参数对ù涮匦缘挠跋欤给出了等离子体隐身以及超宽带状锏脑恚频剂耸视糜诜谴判缘壤胱犹的分段线性递归卷积椒ǎ捎肞方法分析了ㄔ诘子密度均匀分布、线性分布以及抛物线分布等离子体中的传输特性,讨论了三种等离子体涂敷导体平板时ǖ幕夭ㄋゼ跆匦裕唤樯芰薋定理,引出周期结构中的方法,推导了周期边界条件以及总场边界的迭代公式,给出了普通衣物以及防辐射衣物的周期构成方式,采用周期结构的方法研究了波在银纤维结构、衣物纤维结构以及防辐射衣物中的传输性质。关键词:时域有限差分方法太赫兹波传输特性
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一垃本人签名:—.至竺冢:兰关于论文使用授权的说明创新性声明本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果,尽我所知,除了文中特别加以标注和致谢中所罗列的内容以外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果;也不包含为获得西安电子科技大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料,与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中做了明确说明并表示了谢意。申请学位论文与资料若有不实之处,本人承担一切相关责任。本人完全了解西安电子科技大学有关保留和使用学位论文的规定,即:研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属西安电子科技大学。本人保证毕业离校后,发表论文或使用论文工作成果时署名单位仍然为西安电子科技大学。学校有权保留送交论文的复印件,允许查阅和借阅论文;学校可以公布论文全部或部分内容,可以允许采用影印,缩印或其他复制手段保存论文。C艿穆畚脑解密后遵守此规定签日期:名人师本导
第一章绪论§研究背景及意义电磁波的频谱非常宽,自从年⑾值绱挪ǖ拇嬖诳J迹嗣且丫深入研究了短到湎撸さ轿尴叩绮ǖ牡绱挪ㄐ灾剩⑶乙丫诜浅9惴旱牧域得到了应用。但是人们的研究一直都忽略了电磁波谱范围内一个不为人知的区域,被称为电磁波谱的太赫兹空白,它的频率范围在ǔし段庖徊ǘ挝挥谖⒉ㄓ牒焱夤庵洌传统电磁学和光学研究的边缘区域。涞脑缙谘芯靠梢宰匪莸缴鲜兰统酰而“这一术语则是由晔状翁岢龅摹緇】,当时这一术语被用来描述麦克尔逊干涉仪的光谱线频率范围。世纪年代以前,由于缺乏有效的刀蔚绱挪ǖ牟椒ê图觳馐侄危贾抡庖黄刀蔚牡绱挪ㄑ芯糠⒄购芑慢,科学家对该波段电磁辐射性质的了解非常有限,有人甚至称“ㄊ堑绱波段上最后一块未开垦的处女地6改昀矗孀懦旒す饧际醯难杆俜展,也为太赫兹脉冲的产生提供了稳定的激发光源,因而伴随着涞牟和应用得到迅速发展叫。由于ㄋΦ奶厥獾绱挪ㄆ孜恢茫沟盟泻芏嘁的优越性,有着非常重要的学术和应用价值,使得全世界对其给与了极大的关注,国际科学界公认,蒲Ъ际跏且桓龇浅V匾5慕徊媲把亓煊颉波具有频带宽、能量低、透射性强等优点,使得它在上瘛踩ḿ觳椤光谱技术、状锿ㄐ诺攘煊蛴凶胖匾5挠τ们熬安ǖ拇湫灾试赥波应用研究中占有重要的地位,它是ㄔ谄他方面应用研究的基础,因此对ù湫灾实难芯考V匾#欢壳拔蘼是国内还是国际上对于ù湫灾实难芯慷嗍遣捎檬挡馐莸姆治觯砺分析比较少,而数值方法的分析更少。时域有限差分方法.,侵苯哟覯确匠坛龇ⅲ渥;怀刹罘址匠套椋对电磁场分量在空间和时间上采用交替抽样的方式进行离散,通过一次计算便可以得到很宽频带上的场值。由于它计算格式简单,物理过程描述直观,便于处理具体复杂外形和复杂物体的电磁散射和辐射等问题,受到多数研究者的青睐。ú欢戏⒄浚在所有的电磁波频段上几乎都有的身影,而唯独在刀蔚挠τ帽冉仙佟因此,采用方法研究刀蔚绱挪ǖ奶匦裕訤椒ǖ氖且恢殖⑹裕对解决ǖ奈侍庖彩且恢痔剿鳌
ḿ蚪橛牍谕庋芯扛趴§际踔砸鹑嗣枪惴旱墓刈ⅲ怯捎赥辐射有着它独特的性质,它在物体成像、环境监测、医疗诊断、射电天文、宽带移动通讯、尤其是在卫星通讯和军用雷达等方面具有重大的科学价值和广阔的应用前景。这里对ㄖ识作了简单的介绍,给出了ǖ男灾屎陀τ茫⒍訲波的研究现状作了阐述。‘图给出了ㄔ诘绱挪ㄆ字械奈恢谩S赏伎梢钥闯觯ê兆波位于微波和可见光之间,~般是指频率在~,对应的波长为范围内的电磁波。ㄔ诘绱挪ㄆ字姓加泻芴厥獾奈恢茫从图中可以看出其长波段与毫米波呛撩撞相重合,而在短波方向与红外线相重合。长期以来由于ㄔ次侍庖恢蔽茨芎芎玫亟饩觯圃剂薚技术的发展,所以人们