电导率正弦时变媒质中电磁波传播特性的有限差分法研究

摘要：

从时变媒质中的麦克斯韦方程出发,首先推导出线性、均匀、各向同性的时变媒质中电场和磁场波动方程的一般表达式,然后应用有限差分法,推导出一般情况下电场的时间推进计算公式,计算得到了一种电导率随时间正弦变化:σ(t)=a1+a2sin2fst的电场数值解.结果表明,在该电导率时变媒质中传播的电磁波的电场有明显的衰减现象;当电导率的振荡频率等于电磁波的初始频率时,系数a1的增加将导致电场幅度的衰减加快,而系数a2的增加对电场幅度的衰减速度几乎没有明显的影响;当系数a1和a2不变且电导率的振荡频率为10n倍的电磁波的初始频率时,电场衰减速度与电导率的振荡频率呈现非线性的关系,计算结果表明:当电导率的振荡频率fs=2.45×108GHz即10-1倍的电磁波的初始频率时,电场的衰减最快.另外,电场衰减过程中频率没有改变,故在此电导率正弦时变媒质中传播的电磁波不存在“频移现象”.

关键词：时变媒质、有限差分法、电波传播、衰减、振荡

所属期刊栏目：41

分类号：O441.4(电磁学、电动力学)

资助基金：中央高校基本科研项目11NZYQN17;The research work was supported by the Fundamental Research Funds for the Central Universities,Southwest University for Nationalities,No 11NZYQN17

在线出版日期：2015-05-13（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共5页

页码：229-233