内含球形粒子的无限长圆柱体对电磁波的散射

发布时间：2022-05-08 12:41

　　探讨了规范粒子对典型电磁波束的散射特性,以一个内部嵌入球形粒子的无限长圆柱为研究物理模型,介绍了解决电磁散射问题的解析方法和数值算法。应用精确的解析或半解析方法,本文深入研究了内部嵌入球形粒子的无限长圆柱体对电磁波的散射,主要工作及取得的成果如下:1.介绍了一些典型电磁波束的详细描述,包括高斯波束、厄密-高斯波束、拉盖尔-高斯波束、以及零阶贝塞尔波束。在此基础上,应用解析的广义Mie理论或半解析的投影法研究了圆柱形和球形粒子对上述电磁波束的散射。计算了粒子近表面和内部场的归一化强度分布,并进行了简要讨论。2.通过把各区域的场用适当的球或圆柱矢量波函数展开,并应用球矢量波函数用圆柱矢量波函数展开的表达式、球和圆柱表面的电磁场边界条件、以及投影法,详细研究了内部嵌入球形粒子的无限长圆柱对高斯波束的散射,给出了解析结果。最后,应用MATLAB编程计算并验证了散射近场的场强分布。3.结合投影法,给出了一种半解析方法把内部嵌入球形粒子的无限长圆柱对高斯波束的散射推广到了任意入射波束的情况。计算了厄密-高斯波束、拉盖尔-高斯波束和零阶贝塞尔波束入射时散射近场的场强分布,并简要分析了一些散射特性。 

【文章页数】：61 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状
    1.3 本文的框架结构安排
第二章 典型波束的描述
    2.1 高斯波束的描述
    2.2 高斯波束用圆柱矢量波函数展开
    2.3 其他常见波束的描述
        2.3.1 厄密-高斯波束
        2.3.2 拉盖尔-高斯波束
        2.3.3 零阶贝塞尔波束
    2.4 小结
第三章 圆柱和球形物体对典型波束的散射
    3.1 圆柱对高斯波束的散射
    3.2 圆柱对其他典型波束的散射
    3.3 球对典型波束的散射
    3.4 小结
第四章 内含球形粒子的圆柱体对高斯波束的散射
    4.1 物理模型的建立和理论分析
    4.2 数值结果及分析
    4.3 小结
第五章 内含球形粒子的圆柱体对任意波束的散射
    5.1 物理模型的建立
    5.2 数值结果
    5.3 小结
总结与展望
    全文工作的总结
    未来工作的展望
参考文献
攻读硕士学位期间取得的学术成果
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]基于Mie散射激光雷达的气溶胶消光系数反演方法[J]. 豆晓雷,常建华,刘振兴,徐帆,刘秉刚,房久龙.  激光与红外. 2019(09)
[2]椭球粒子电磁散射的边界条件的讨论[J]. 韩一平,吴振森.  物理学报. 2000(01)
[3]多层球对高斯波束的散射[J]. 吴振森,傅新琦.  电子学报. 1995(09)

硕士论文
[1]典型电磁波束的散射特性研究[D]. 王文杰.安徽大学 2017



本文编号：3651685