電磁波與等離子體相互作用的研究.pdf

1、研究電磁波與等離子體相互作用的方法包括解析法和數(shù)值法。時(shí)域有限差分法（FDTD）是一種簡單而有效的數(shù)值方法，并被廣泛的應(yīng)用于各種色散介質(zhì)的電磁仿真。本文簡要的介紹了等離子體的特性以及其在隱身技術(shù)上的應(yīng)用，并對(duì)傳統(tǒng)的時(shí)域有限差分法進(jìn)行了改造，介紹了分段線性遞歸卷積時(shí)域有限差分法（PLRC-FDTD），分段線性電流密度遞推卷積時(shí)域有限差分法（PLCDRC），移位算子時(shí)域有限差分法（SO-FDTD）和龍格庫塔指數(shù)時(shí)程差分法（RKETD-FDT

2、D）。通過計(jì)算一維非磁化碰撞的冷等離子體平板對(duì)電磁波的反射系數(shù)和透射系數(shù)，并與解析結(jié)果進(jìn)行比較，驗(yàn)證了以上各種算法的正確性和有效性。進(jìn)而把這幾種算法應(yīng)用于一維和二維模型中的仿真計(jì)算。
　　 等離子體光子晶體是等離子體和介質(zhì)構(gòu)成的人工周期性結(jié)構(gòu)，本文用龍格庫塔指教時(shí)程差分（RKETD-FDTD）法對(duì)一維非磁化等離子體光子晶體進(jìn)行研究，討論了等離子體參數(shù)、介質(zhì)層參數(shù)以及缺陷結(jié)構(gòu)對(duì)光子帶隙的影響。又用移位算子時(shí)域有限差分（SO-FDT

3、D）法仿真了等離子體參數(shù)對(duì)磁化等離子體光子晶體光子帶隙的影響。
　　 最后本文用解析法計(jì)算了電磁波在均勻非磁化等離子體、不均勻磁化等離子體中傳播的反射功率、吸收功率和透射功率。給出了不同的等離子體參數(shù)、不同的電磁波頻率、不同的背景磁場(chǎng)強(qiáng)度和不同的等離子體板的厚度對(duì)電磁波反射功率和吸收功率的影響。結(jié)果表明：這些因素對(duì)電磁波入射到等離子體時(shí)的反射和吸收都有很大的影響?？梢愿鶕?jù)這些影響因素在實(shí)際應(yīng)用時(shí)進(jìn)行相關(guān)調(diào)節(jié)，來實(shí)現(xiàn)等離子體最好的