《三維各向異性負折射介質電磁散射特性解析解研究》是依託杭州電子科技大學，由耿友林擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：三維各向異性負折射介質電磁散射特性解析解研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：耿友林
- 依託單位：杭州電子科技大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
在本徵矢量和平面波乘積用各向同性球矢量波函式展開解析表達式的基礎上，對目前物理學和電磁學所研究的熱點問題- - 各項異性負折射介質的電磁散射特性開展相應解析解研究，從無源Maxwell方程組出發，建立各向異性（如雙軸等）負折射介質球矢量波函式，進而利用脈衝波的球矢量波函式展開形式和電磁場在球邊界上切向連續的邊界條件和球諧函式的正交性，對各向異性負折射介質球結構（均勻介質球，分層介質球以及塗覆較薄的各向異性負折射介質的導體球）的電磁散射特性開展相應的理論研究，並實現數值計算，為其他方法（如MOM、FDTD等）研究電磁波與負折射介質的相互作用提供相應的驗證工具，最後對各向異性負折射介質塗覆導體球所形成的光斑開展研究，給出光斑的明暗程度與導體球半徑、各向異性負折射的介質厚度以及負折射介質電磁參數的關係，為製造理想透鏡提供理論支持。
結題摘要
在本基金的資助下，三年來，共開展了以下三個方面的研究工作： 1.各向異性球矢量波函式理論，該方面的研究共發表文章8篇，具體如下： a.從無源Maxwell方程出發，利用傅立葉變換和場的平面波因子的解析表達式，推導出電磁場在無源旋電磁介質中的球矢量波函式的解析表達式，並對其展開了數值計算，所完成的論文分別發表在 IET-MAP 和IEEE Trans. AP上。 b.在前期等離子球矢量波函式研究基礎上，研究了確定的電漿介質塗覆導體球的電磁散射特性，該方面的成果發表在國際期刊International Journal of Antennas and Propagation 上。 c.在前期單軸球矢量波函式研究的基礎上，利用線性微分方程的特性和單軸球矢量波函式的完備性，分別對兩層和多層單軸介質球的電磁散射特性開展了相應的理論研究，並實現數值計算，數值計算的結果和矩量法以及各向同性介質球的結果相比，符合地比較好。相關論文分別在2009年新加坡亞太微波會議交流和IET-MAP上發表該方面的成果，還參加了幾次國內外的學術會議交流。 2.各向異性負折射介質球矢量波函式在介質中的套用研究，該方面發表論文3篇，還有一些後續的成果有待進一步整理髮表。具體如下： 在單軸球矢量波函式的研究的基礎上，根據各向同性負折射介質的相關理論，我們分別研究雙負單軸分層介質球、單負(介電常數和磁導率二者只有一個是負的)介質球殼、塗覆導體球的電磁散射特性，並實現了數值計算，因沒有這個方面的數值計算，我們和各向同性的Mie理論所計算的結果進行了對比，符合地較好。目前研究較多的各向同性負折射介質是其特例。該項目所研究的成果和各向同性負折射介質相比更普遍、更一般。 有關塗覆旋電磁各向異性負折射介質的電磁散射特性，文章正在整理中，有望近期投稿。 3.微帶天線的研究 天線是移動通信的一個很重要的設備，在此基金的資助下，開展了一些超寬頻、微帶天線等方面的研究，設計了微帶雙陷波和三陷波的微帶天線，並製作了相應的微帶天線，理論和實測結果表明：所設計的陷波天線，在超寬頻3-12G範圍內的3.3-3.8, 5-5.9和7.2-8.0這三個頻段能有效地陷波。在超寬頻通信有良好地套用前景。 現正對負折射介質在L波段機載天線開展研究，有望製作出相應的天線，並對其進行測試，以滿足工程需要。
