基于Mie理论手征介质球电磁散射及光力研究

发布时间：2023-11-11 09:41

　　随着电磁波理论及其应用的不断发展,针对各类复杂目标的电磁散射、光力等也较之前有了更多的研究。在研究电磁散射、光力的电磁方法中,常用的有Lorenz-Mie散射法、传输矩阵(Transmission Matrix)法、时域有限差分(Finite-Difference Time-Domain)法、矩量法(Method of Moment)、有限元(Finite Element Method)法等,其中目标物体为球状时,Lorenz-Mie散射法是求解速度最快和最准确的一种。本文主要采用了Lorenz-Mie理论的方法来对手征介质球的电磁散射和光力问题进行相关研究。首先,通过对球矢量波函数的求解和近似可以求出单层手征介质球的散射系数公式,运用散射系数公式可以求出手征介质球的双站雷达散射截面(Bistatic Radar Cross Section)。在研究手征介质球的电磁特性过程中,我们发现入射波束不一样,对应的电磁特性也不一样,因此,本文对入射波束进行了分析和总结,给出了基本高斯波束、厄米高斯波束、拉盖尔高斯波束的电场分布图。然后,讨论了不同手征系数、介电系数、介质球半径的手征介质球的电磁...

【文章页数】：68 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 选题背景与意义
    1.2 Mie理论、光力的国内外研究历史与现状
    1.3 本文的主要工作
    1.4 本论文的结构安排
第二章 球矢量波函数和高斯波束
    2.1 球矢量波函数
        2.1.1 麦克斯韦方程
        2.1.2 矢量波函数
        2.1.3 矢量波函数求解
        2.1.4 球Bessel函数
    2.2 基本高斯波束
        2.2.1 基本高斯波束简介
        2.2.2 基本高斯模式场分布
    2.3 厄米高斯波束
        2.3.1 厄米高斯波束简介
        2.3.2 厄米高斯波束场分布
    2.4 拉盖尔高斯波束
        2.4.1 拉盖尔高斯波束简介
        2.4.2 拉盖尔高斯波束场分布
    2.5 本章小结
第三章 手征介质球的电磁散射特性
    3.1 电磁介质
    3.2 单层手征介质球的Mie级数解
    3.3 多层手征介质球的Mie级数解
    3.5 单层手征介质球的电磁散射特性
        3.5.1 算例验证
        3.5.2 电磁散射特性分析
            3.5.2.1 手征系数的影响
            3.5.2.2 介电系数的影响
            3.5.2.3 介质球半径的影响
            3.5.2.4 负折射率特性
    3.6 多层手征球的电磁散射特性
        3.6.1 算例验证
        3.6.2 电磁散射特性分析
    3.7 本章总结
第四章 手征介质球的辐射力研究
    4.1 光压、光力背景
    4.2 介质球的辐射力
    4.3 算例验证
    4.4 数值分析
        4.4.1 单层手征介质球的高斯波束轴向力
        4.4.2 多层手征介质球的高斯波束轴向力
    4.5 拉盖尔波束多层介质球轴向辐射力
    4.6 本章总结
第五章 全文总结与展望
    5.1 全文总结
    5.2 后续工作展望
致谢
参考文献



本文编号：3862390