文摘

为了更好地利用电磁波在通信、导航、雷达,这项发明软件的提供了一个特性来研究电磁波的极化基于混合算法的有限的空间。使用双高斯模型,极化软件模型是根据矢量分析,开发和软件的特点,在不同角度下的电磁极化等离子鞘,峰电子密度不同,不同的碰撞频率进行了研究 - - - - - -乐队。结果表明,在高峰电子密度为10¹⁷/ m³和碰撞频率为0.01 GHz, 0.1 GHz, 1 GHz,反向极性53°角,76°和77°,分别和电子密度峰值越高,比例越高,和更严重的退化特性:在一个60°角10¹⁷/ m³,10¹⁸/ m³,10^19日/米³,电子密度峰值的轴向比率是-1.1。dB,分别-6.2 dB和-10.1分贝;更大的电磁波的频率比的频率碰撞,轴向退化越严重的电磁波的频率电磁波的方法频率对应于最大的电子密度。关系特征如下:2.8 GHz频率等于10¹⁷/ m³是最接近2.3 GHz电磁频率,和轴向比率特征比其他条件恶化,更严重;不同的介质在本文设计的结构简单、薄厚度,和简单的制备过程,这将有潜在的应用在雷达隐身。

1。介绍

电磁波的偏振状态是一个非常重要的特点,可用于识别、代码,和样品检测的目标,和电磁波的极化变换可广泛应用于高科技领域,如通信、航空航天、电子战。通过人工方法控制电磁波的偏振状态一直是人们想要达到的目的。控制电磁波的传统方法包括光栅规定,两色的水晶监管,通过双折射效应和监管:人工各向同性介质或超材料。近年来,它已经吸引了学术界的广泛关注,也许多天然材料没有的特殊性质,如负群速度、负折射率,完美的成像,逆多普勒效应,完美的吸收。它代表了电场强度的方向向量的特征随着时间变化在一个给定的点在空间和描述的轨道终点电场强度矢量的改变随着时间的推移,它被称为线性偏振如果轨迹是直线,圆偏振如果圆形轨迹,如果轨迹是椭圆,椭圆偏振。电磁极化的研究领域的重要应用中波广播天线、电视接收天线,天线定位在火箭,卫星通信天线、电子对抗等。

当任何偏振模式的电磁波是事件在一个斜角再入等离子体,电磁波可以分解成平行偏振分量和垂直极化分量相对于入射平面;然而,由于再入等离子体具有不同的传输系数平行和垂直极化波,传播电磁波通过等离子体将有不同的入射波的极化模式,和接收天线的极化模式设置为相同的入射波,导致接收天线之间的极化失配和接收信号,然后导致极化失配损耗在通信链路。然而,空间向量的特征电磁wave-polarization特征没有得到系统的研究。

因此,有必要对测控通信信号与一个固定的偏振模式,有必要研究电磁波的极化特征事件和重返等离子鞘。等离子体鞘是由自由电子,带正电的离子和带负电荷的离子,大量的中性粒子在宏观的电中性,和等离子体有一定的空间分布特征表现出显著的集体行为的游离状态。在等离子体鞘,带电粒子之间的库仑力是长程力,及其效应远远大于碰撞效应引起的带电粒子的局部短程力;因此,当一个带电粒子扰动,扰动传播给其他带电粒子通过带电粒子间的库仑力作用,导致一个明显的群体效应。特别是电磁波入射到等离子体鞘后,带电粒子的运动将由外部电磁波干扰和等离子体鞘内的带电粒子将有一个重要的集体共振响应过程;此外,电磁场强度波动状态受到影响,使电磁波和等离子体有明显的耦合效应,并严重影响电磁波的传播特性。

基于这篇文章中,我们研究了极化等离子体鞘的软件属性在不同入射角度、不同的电子密度峰值,不同的碰撞频率。本文设计的仿真软件提供了一个三维动画的影响电磁波传播的理论知识,极化,先前的研究的基础上传播。理解和掌握电磁波的相关知识。

确定性模型是基于电磁场和电磁波理论,对密闭空间建模环境,通过数学方法计算和分析它。在建模过程中,需要充分考虑各种环境参数,并计算方法主要包括麦克斯韦方程的解,物理光学方法和模式分析。确定性模型可以准确的模型场景密闭空间,获得无线电波传播特性的研究,以分析和整合不同天线的无线电波传播特性,并获得环境中的无线电波覆盖的特点。目前广泛使用的确定性模型在有限空间包括以下方法:射线追踪方法,全波分析方法,向量抛物方程方法,模式理论方法,混合动力计算方法。

极化描述了电场矢量的变化沿截面电磁波的传播时间。它反映了向量电磁波的性质。除了时域、频域和空间信息,极化电磁波的也是一个重要的信息1]。Tereshchenko等人研究了电磁声解决逆问题的方法测量结果的基础上两个正交的低频磁场天线的科拉半岛岩石圈不同电气导率。切向磁场分量的偏振特性。理论计算是较均匀的平面分层模型分层波传播介质(2]。为了研究非齐次媒体充满了散射粒子的影响(例如,沉淀颗粒)电磁波的极化特性传播媒体的圆周方向(例如,右手),Masalov等人提出了一个方法来估计波偏振转换循环去极化率的影响。这种方法是基于各向异性的极化特征均匀区域,第二个区域为异构的媒体和方位角表示极化eigenbasis相对于测量基础(3]。福特等人提出了一种新的方法来确定电磁波的极化使用被动电路。被动电路级联组成的威尔金森权力分隔器是用来实现恢复极化所需的数学运算。这种技术是健壮和简单,使所有必要的检测,以确定入射波极化特征。它只需要两个正交线性极化天线测量振幅。与传统方法相比,该方法的准确性和简单验证(4]。

有很多研究方法对电磁波的特性。为了对抗有源干扰,小王和大学提出了一个基于双极化雷达自适应极化滤波方法(5]。张等人数值模拟电磁波传播的非齐次再入等离子体鞘通过使用有限元分析软件COMSOL。通过观察电磁场的分布,电磁波的传播特性进行了分析。的 - - - - - -极化电磁波开始衰减指数函数在截止位置。当等离子体的介电常数的实部趋于0, - - - - - -极化波进行模式转换和反射的变化,传播和吸收系数频率计算和分析(6]。基于电磁波传播理论的分析和多模理论、藏等人研究了形状因子的影响在矩形巷道电磁波传播衰减的高阶模式,通过计算机仿真,仿真结果表明,当矩形隧道的形状系数是常数,电磁波的衰减随电磁波传输方式的增加;在不同的模式,形状因子的增加,电磁波衰减曲线的斜率不变;在水平极化模式,形状因子的增加,电磁波的衰减降低,然后增加,衰减率是最低的形状系数是1.7。在垂直极化模式下,衰减曲线也会降低,然后增加(7]。高等人得到电场磁场方程和方程,分析了吸收边界条件和数值稳定性条件,并建立了一个双层介质模型来模拟面波的传播特性8]。为了了解电磁波的吸收机制,左等人介绍了一个小型的分析和设计polarization-insensitive(超材料吸收器、MMA)用于微波波段的抑制电磁干扰:周期性双开环阵列的MMA由印在FR4基板厚度为0.07λ0。CST仿真结果表明,MMA的吸收率超过90%的宽频率范围8.3 ~ 11.3 ghz。MMA的等效电路模型建立了单个细胞来研究其吸收特性和分析电场和表面电流分布在吸收峰9]。陈等人派生Bhatnagar-Gross-Krook (BGK)碰撞模型的非齐次尘埃等离子体从玻耳兹曼近似方程。在外部磁场的情况下,再加上尘埃等离子体的碰撞和充电效果,尘埃等离子体的介电系数的表达在一个完全电离BGK碰撞。电磁波的反射和透射系数在不同外部磁场和尘土飞扬的等离子体参数使用传递矩阵法计算,和尘埃等离子体的传播特征分析了非均匀完全电离BGK碰撞模型(10,11]。施赖伯等人研究了静态图像模拟的知识同轴线的电位分布,均匀平面电磁波传播,驻波状态等。12]。

本文研究了等离子体电子密度使用双高斯模型,根据极化矢量分析的模型,基于电磁波传播理论,两极分化,传播,可以从多个角度观察电磁波的形式,频带在不同入射角度、不同峰值的极化软件密度和不同的碰撞频率。它有助于更好地理解和掌握电磁波的相关知识,以建立一个完整的电磁理论奠定了良好的基础系统。

2。研究方法

2.1。电磁波的极化软件的特点

电磁波的极化是通常定义的电场矢量的空间定位的方式在一个固定的空间随时间点。如果电场矢量的末端是追踪一条直线在空间与时间,它被称为线性极化波。如果电场矢量的顶端一圈痕迹在空间传播,它叫做圆极化波。如果轨迹跟踪的尖端电场矢量在空间传播过程中椭圆,椭圆极化波。

平面电磁波沿轴没有移动组件和通常有和组件,如果组件是零,只有组件,我们称之为线性偏振的方向。如果我们有一个组件,但没有组件,我们称之为线性偏振的方向。

一般来说,两个和存在,当收到这个电磁波,电磁波包含水平和垂直组件将被获得。如果电磁波的振幅和相位的两个组件是不同的,不同的电磁波可以获得不同的极化形式。

圆极化波是如下:如果不同于通过或27阶段的角度,然后

合成电磁场

它的方向是

代表的总场振幅不随时间而变化,及其方向随时间是一个旋转的圆极化波。

如图1圆极化波事件后,等离子体鞘入射角 ,在等离子体鞘折射和反射后,退化成椭圆极化波传播过程。

后透射波斜入射右旋圆极化波的(RHCP)再入等离子体,它可以写成

然后,轴向比率公式后的透射波斜入射的右旋圆极化波和左旋圆极化波再入等离子体可以表示为

具体地说,计算如下:

2.2。电子密度分布的等离子体鞘

再入等离子体的电子密度分布鞘通常是由双指数或双高斯模型描述。采用双高斯模型,其表达式

在哪里是电子密度的峰值,和是电子密度的衰减常数随着距离的鞘,是最大的电子密度的位置,等离子体鞘的厚度。混合算法的流程图密闭空间波传播预测模型建立如图2。

2.3。研究电磁波极化软件的特点

2.3.1。电磁波的传播的媒体

Uniplane电磁波传播在理想介质假设的电场和磁场 。然后,最简单的物理表达波公式所示(11)和(12):

方程(11)和(12)可以总结理想介质中电磁波传播的特点:首先,电场和磁场幅值成比例关系,能源(振幅),不随时间衰减,第二,没有电场和磁场之间的相位差,最后,电场,右撇子,传播方向。后仿真、演示动画的电磁波传播在理想介质模拟。

软件仿真结果的电磁波极化的第一媒介,反射波振幅与入射波的振幅。第二介质没有波。在第一介质,入射波和反射波形成居民波。居民波的特点是能量不仅传播与传播方向之间的电场和磁场。

更好地说明线性极化波,反射波,反射波的相位差组件在Pl和PZ方向进一步分析。当频率为12.0 GHz,之间的相位差Pl极化分量和P2偏振分量的电磁波理论,12.09 GHz的反射波,反射波是几乎一致的P2 ( , );所以,这充分证明了线性极化波的偏振方向是P2设计人工非均匀介质反射后几乎是P2。这个偏差角的具体值可以计算细节,因为 ;所以,特定的偏差值是2.4。

基于电磁场和电磁波理论,天线理论和技术,本文研究了无线电波覆盖特征在密闭空间使用混合电磁场的数值计算方法。混合方法的准确性比较验证了混合方法的计算结果与单一的实测数据和数值方法。在本章提出的混合计算方法提供了一个有效的工具来进行无线覆盖的特点研究多个场景和复杂的密闭空间。

3所示。结果分析和讨论

为 - - - - - -带测量和控制系统,如果飞机采用线性偏振传输系统,飞机的运动将导致电磁波极化的方向变化,导致极化与接收系统不匹配。然而,如果飞机采用圆偏振传输系统,它不仅可以抵抗多径引起的信号波动但双圆偏振分类技术也可以提高接收系统的能量,和大多数地面站使用圆偏振接收系统。因此,本实验采用右旋圆偏振电磁波 - - - - - -乐队( )极化特性为例,通过等离子体鞘在不同角度和极化透射波和接收天线之间的不匹配计算,和接收天线是一个右旋圆极化天线。等离子体鞘是10厘米厚,电子密度双高斯分布;其中, , ,和 (见表1)。电子密度峰值是10¹⁶/ m³,10¹⁷/ m³,10¹⁸/ m³,10¹⁹/ m³碰撞频率为0.01 GHz, 0.1 GHz, 1 GHz,分别和10 GHz。

3.1。不同的入射角度对电磁波极化的特征的软件

在不同的电子密度和不同的碰撞频率,峰值轴向之间的关系曲线比AR和入射角电磁波通过等离子体鞘的北斗导航计算频段,如图3- - - - - -6。图的碰撞频率3图0.01 GHz,4图0.1 GHz,5图1 GHz,6是10 GHz。

从结果可以得出以下结论图:(1)与入射角的增加,电磁波的特征轴比例正在恶化。和一样的导航频段,当入射角大于临界角时,透射波的轴向比率从消极变为积极;换句话说,传播波从右旋圆偏振波变为左旋椭圆极化波,电磁波的极化反转现象发生时,电磁波和去极化效应是非常严重的(2)当电磁波入射角和峰电子密度的等离子体鞘常数,当碰撞频率越小,越轴比电磁波的极化反转的关键角越小。如表所示2,当峰电子密度是10¹⁷/ m³碰撞频率为0.01 GHz, 0.1 GHz, 1 GHz,极化反转的临界角度是53°,76°和77°,分别(3)当电磁频率小于碰撞频率,电磁波轴向比率的恶化程度的增加会增加电子密度峰值。如表所示3、入射角是60°和电子密度的峰值10¹⁷/ m³,10¹⁸/ m³,10¹⁹/ m³对应轴向比率为-1.1 dB, -6.2 dB,分别和-10.1分贝。当电磁频率大于碰撞频率、特征频率的电磁频率越接近峰值对应的电子密度,更糟的是电磁波的轴向比率。如表所示4入射角是60°,碰撞频率为0.1 GHz,当峰电子密度是10¹⁶/ m³,10¹⁷/ m³,10¹⁸/ m³,相应的轴向比率为-0.5分贝,+ 22.2 dB,和-12.6 dB,分别;其中,10的特征频率¹⁷/ m³2.8 GHz,最接近电磁频率,2.3 GHz,恶化其轴向比率比其他条件更严重

3.2。入射角之间的相位差的影响垂直偏振,平行极化波

为了进一步研究极化反转的现象 - - - - - -带电磁波引起的等离子体鞘,考虑到透射波的偏振方向与垂直极化之间的相位差和平行极化组件,因此,两个偏振分量的相位差在不同入射角度计算,如图7- - - - - -10。图的碰撞频率7图0.01 GHz,8图0.1 GHz,9图1 GHz,10是10 GHz。

从结果可以得出以下结论图:(1)当等离子体鞘参数是常数,与电磁波的入射角度的增加,垂直极化之间的相位差和平行极化逐渐变化从-90°- 90°,当入射角大于临界角时,相位差的变化从负值积极价值;这时,右旋圆极化波的透射波变化左撇子椭圆极化波,和电磁波的极化反转是一致的结果由电磁波的特性曲线轴向比率(13](2)曲线的综合分析表明,当电磁波入射角越大,等离子体鞘的碰撞频率越小,和特征频率对应于峰值电子密度接近电磁频率;更大的垂直极化之间的相位差的变化和平行极化组件相对于-90°,更严重的电磁波的极化特性的恶化。因此,可以得出结论,去极化效应引起的斜入射电磁波主要由相位差的变化引起的垂直极化和水平极化组件之间的电磁波

4所示。总结

本文设计的特点,有限的空间电磁波极化软件基于一种混合算法。结果表明,在不同的频率范围内,各向同性介质可以把传入的线性极化波变成一个垂直于极化,圆,椭圆波,同意数值模拟的结果。进一步的数值分析表明,各向同性介质衬底无损条件可以将传入的线极化波转换为线性和圆极化波垂直于他们在不同的频段,分别。因此,不同的媒介在本文设计的结构简单、薄厚度,和简单的制备过程,这将有潜在的应用在雷达隐身。

密闭空间电磁场理论的成功应用在许多领域各领域促进了突破性的发展。在各个领域的未来发展,也离不开电磁场的研究和应用。电磁场的许多应用领域中,以下简要描述如下。

这些应用程序如下。

4.1。新型电磁材料

科学和技术是一种强大的驱动力为社会进步和经济繁荣,和材料科学是一个重要的科学和技术的发展的基石。新材料的发现和应用的根本驱动力之一的科学和技术的发展。人工电磁材料的新材料,具有独特的电磁特性,天然材料没有,迅速成为国际近年来的研究热点。研究领域的磁性是必不可少的人工电磁材料,和电磁学的发展密切相关的研究新型电磁材料。

4.2。磁悬浮技术

磁悬浮技术是一个技术产生电磁力,有效地结合多个组件,如传感器、控制器、电磁铁和功率放大器使物体悬浮无机械接触。这是一个非常复杂的多学科综合技术。近年来,随着科学家们研究电子技术、控制工程、电磁理论,新型电磁材料,取得了一个突破磁悬浮技术,已广泛应用于航空、铁路、仪器、机械制造、等领域,和电磁无疑是磁悬浮技术的一个重要部分。

数据可用性

使用的数据来支持本研究的发现可以从相应的作者。

的利益冲突

作者宣称他/她没有利益冲突。